Fotoluminiscenční spektroskopie křemíkových optických center v diamantových vrstvách

Abstract

Diplomová práce se zabývá vlivem depozičních parametrů na fotoluminiscenci SiV center vytvářených při výrobě tenkých diamantových vrstev, které jsou připravovány metodou MW PECVD. Cílem bylo minimalizovat množství opticky aktivních SiV center, která vznikají neřízeným dopováním diamantové vrstvy atomy křemíku z reakční komory. Vyhodnocení studovaného vlivu vychází zejména z analýz spekter fotoluminiscence, spekter Ramanova rozptylu a ze snímků SEM, a to pro 32 vzorků připravovaných za různých depozičních parametrech. Ze zkoumaných parametrů depozic lze konstatovat, že růstu kvalitní diamantové vrstvy s velmi nízkým podílem opticky aktivních SiV center lze docílit použitím optimálního tlaku 90 mbar a výkonu mikrovlnného generátoru 1,5 kW v MW PECVD systému s elipsoidním rezonátorem. Takto připravované vrstvy lze následně využít pro cílené dopování diamantových vrstev SiV centry s potenciálním využitím v oblasti realizace fluorescenčních biosenzorů.

The diploma thesis investigates the influence of deposition parameters on the photoluminescence of SiV centers formed during the diamond thin film growth by MW PECVD method. The aim was to minimize the number of such optically active SiV centers that are unintendedly formed by doping with silicon atoms coming from the reaction chamber. The evaluation of the studied effects is mainly based on the analysis of photoluminescence and Raman spectra, and SEM images of altogether 32 samples grown under different deposition parameters. From the investigated set of parameters, it can be concluded that the growth of a diamond layer with a very low content of optically active SiV centers can be optimally achieved at a pressure of 90 mbar and a microwave power of 1.5 kW in the MW PECVD system with ellipsoidal cavity resonator. Diamond layers grown in this way can be then used for controllable doping with SiV centers for developing fluorescence-based biosensors.