Wavelength-resolved Thermoluminescence of Chemical-vapor-deposited Diamond Thin Film

국문 초록 (Abstract)

다이아몬드는 radiation hardness가 크고, 화학적으로 안정하고, 특히 조직 등 물질이기 때문에, 선량계 분야에서 각광을 받고 있다. 화학증착법(CVD)에 의해 다이아몬드 박막을 성장시켰고, 선량계로 응용될 수 있는 열자극발광 특성을 조사하였다. 다이아몬드 박막의 라만 스펙트럼은 1332 cm-1에서 peak를 가졌고, X-선 굴절 패턴은 (111) 면을 보였다. 전자주사사진으로부터 다이아몬드박막은 pyramidal hillock을 가지는 unepitaxial crystallite 로 성장됨을 알았다. X-선 조사된 CVD 다이어몬드 박막의 파장 분해된 열자극발광은 430 nm 및 560 K에서 하나의 봉우리를 가졌다. 560 K에서 주된 봉우리를 가지는 CVD 다이어몬드 박막의 열자극발광 곡선은 1st-order kinetics에 기인한다. 이 봉우리의 활성화 에너지 및 이탈진동수는 각각 0.92 ～ 1.05 eV 및 1.34 $\times$ $10^{7}$ sec$^{-1}$ 이다. 560 K에서 방출되는 스펙트럼은 1.63-eV, 2.60-eV 및 3.07-eV 방출 띠로 분해되며, 이들은 각각 silicon-vacancy center, A center 및 H3 center에 기인한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Diamond thin films were synthesized by a chemical vapor deposition (CVD). Raman spectrum showed the diamond line at 1332 $cm^{-1}$ / and x-ray diffraction pattern exhibited a strong (111) peak of diamond. The scanning electron microscopy analysis showed that the CVD diamond thin film was grown to be unepitaxial crystallites with pyramidal hillocks. A wavelength-resolved thermoluminescence (TL) of the CVD diamond thin film irradiated with X-rays showed one peak at 430 nm around 560 K. The glow curve of the CVD diamond thin film produced one dominant 560-K peak that was caused by first-order kinetics. Its activation energy and the escape frequency were calculated to be 0.92 ～ 1.05 eV and 1.34 $\times$ 10$^{7}$ sec$^{-1}$ , respectively. The emission spectrum at 560 K was split into 1.63-eV, 2.60-eV, and 3.07-eV emission bands which is known to be attribute to silicon-vacancy center, A center, and H3 center, respectively.