Czy domieszkowanie jest odwracalne ?

Pytanie

Pyta Constantin

Czy domieszkowanie jest odwracalne, tzn. czy po wprowadzeniu dodatkowych, obcych jonów/atomów do sieci krystalicznej danej substancji można je potem znowu z niej usunąć? Czy wiązałoby się to z jakimiś startami, tzn. czy dana sieć krystaliczna będzie miała identyczną postać jaką miała przed domieszkowaniem? Jeśli tak, to sieć krystaliczna, którego pierwiastka najlepiej się nadaje do przeprowadzania tych procesów oraz atomy jakiego pierwiastka najlepiej do niej wprowadzać?

Odpowiedź

Odpowiada Damian Zdulski

Obecnie stosuje się trzy techniki domieszkowania: epitaksjalną,dyfuzyjną i implementację jonową. Są one opisane tutaj. Żadna z nich nie dopuszcza w praktyce odwracalności procesu domieszkowania, rozumianej jako usunięcie domieszek  bez zniszczenia kryształu. Maksymalnie co możemy osiągnąć to niszczenie kryształu warstwa po warstwie w metodzie epitaksjalnej typu VPE (opis metody w linku powyżej). Jeśli domieszki zostały wprowadzone tylko do górnych warstw kryształu to w ten sposób możemy usunąć je i zachować nienaruszoną dolną część kryształu, na której następnie możemy od nowa wyhodować nowe warstwy.

Jednak domieszkowanie nie jest zawsze konieczne. Najnowsze wyniki badań nad grafenem wskazują, że można uzyskać efekt identyczny jak przy domieszkowaniu bez ingerencji w strukturę kryształu. Ta metoda opiera się na wyhodowaniu warstwy grafenu na podłożu ferroelektrycznym. Następnie, przykładając lokalnie do podłoża odpowiednie pole elektryczne, możemy sprawić, że grafen zacznie się zachowywać w tym miejscu jakby był domieszkowany typu p lub n. Ta technika jest oczywiście całkowicie odwracalna, wystarczy zmienić pole elektryczne.