Low temperature thermal conductivity of heavily boron-doped synthetic diamond: Influence of boron-related structure defects

Abstract

Thermal conductivity of single-crystal boron-doped diamonds (BDD) with ~ 2∙10¹⁹ cm⁻³ (~ 120 ppm) and 5∙10¹⁹ cm⁻³ (~ 300 ppm) boron content was studied by a steady-state method in a temperature range of 20–400. K. The obtained data were analyzed within Callaway model framework. The values of dislocation density obtained from best fit of experimental data and from density of etch pits measuring were compared. Their discrepancy suggests presence of some other boron-related defects in crystal lattice.

Теплопровідність монокристала, легованого бору (BDD) із вмістом бору ~ 2∙10¹⁹ cм⁻³ (~ 120 ppm) та 5∙10¹⁹ cм⁻³ (~ 300 ppm), було вивчено прийнятим методом в температурному діапазоні 20–400 К. Результати було проаналізовано в рамках моделі Каллавэй. Отримані значення щільності дислокацій добре узгоджуються з експериментальними даними і збігаються зі щільністю яскравих ямок травлення. Їх відмінність передбачає наявність деяких інших пов’язаних з бором дефектів в кристалічній решітці.

Теплопроводность монокристалла, легированного бором (BDD) с содержанием бора ~ 2∙10¹⁹ cм⁻³ (~ 120 ppm) и 5∙10¹⁹ cм⁻³ (~ 300 ppm), была изучена принятым методом в температурном диапазоне 20–400 К. Полученные данные были проанализированы в рамках модели Каллавэй. Полученные значения плотности дислокаций хорошо согласовывались с экспериментальными данными и сравнивались с плотностью ямок травления. Их различие предполагает присутствие некоторых других связанных с бором дефектов в кристаллической решетке.