WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В SiC имеется информация только об одном зарядовом + состоянии углеродной вакансии VC [2,6], где также на5. Заключение блюдалась анизотропия g-факторов с наибольшей величиной вдоль оси 111. Теоретические расчеты предскаВ кристаллах SiC впервые наблюдались паразывают значительный эффект Яна-Теллера для вакансий магнитные дефекты, образовавшиеся под действием углерода, который усиливается с увеличением отрица- -облучения. В -облученных кристаллах 4H-SiC и тельного заряда на вакансии [22]. Подобный эффект 6H-SiC p-типа, активированных алюминием, методом прослеживается и для вакансий в кремнии, что приводит ЭПР обнаружено 3 типа дефектов, которые обозначены к значительному увеличению анизотропии g-фактора, в настоящей работе как 1, 2 и 3. Эти центры имеют при этом, согласно расчетам, в SiC эффект Яна–Теллера близкие параметры спинового гамильтониана с элексущественно больше, чем в кремнии [22]. Можно тронным спином S = 1/2 и характеризуются значительпредположить, что усиление эффекта Яна–Теллера при- ной анизотропией g-факторов; отклонение g-факторов водит к усилению анизотропии g-фактора для отрица- от g-фактора свободного электрона достигает величины 0.04. Центры 1 имеют симметрию, близкую тельно заряженного состояния VC, и, следовательно, к аксиальной относительно локальной оси z, ориентинаблюдавшиеся в настоящей работе сигналы могут быть рованной примерно вдоль одного из направлений связи связаны с VC. Важная информация может быть поSi–C, не совпадающей с осью c. Центры 2 и 3 имеют лучена на основании исследования СТ взаимодействия, более низкую симметрию, хотя направление вдоль укаоднако из-за сравнительно низкой интенсивности сигзанных связей также достаточно сильно выражено, при налов ЭПР удалось наблюдать СТ структуру только в этом величина максимального g-фактора gz уменьшается узком диапазоне ориентаций, величина которых частично в ряду от 1 до 3. Интенсивности сигналов ЭПР поддерживает предположение, что спектры ЭПР новых центров 1, 2 и 3 зависят от температуры, сигнал центров связаны с вакансией углерода. Тем не менее на был виден при низких температурах 3.5-15 K, тогда основании имеющихся данных трудно объяснить столь как сигналы 2 и 3 наблюдались при более высоких значительные увеличения gz по сравнению с чисто спитемпературах 10-35 и 18-50 K соответственно. Таким новым g-фактором (g 0.04, см. таблицу) без участия образом, имеются сравнительно узкие диапазоны темпримеси.

ператур, в которых пары спектров могут наблюдаться Таким образом, весьма разумно также предположить, одновременно, при этом сигналы ЭПР этих центров что центры 1, 2 и 3 образуются в результате захвата перед исчезновением при повышении температуры супервичных дефектов (Ci) в процессе их диффузии прищественно уширяются. Для некоторых ориентаций кримесными атомами Al, концентрация которого в исследосталла обнаружено сверхтонкое взаимодействие неспаванных кристаллах весьма велика. Наличие Al в составе ренного электрона центра 1 с ядрами изотопа Si.

комплекса может объяснить большой сдвиг g-фактора Центры 1, 2 и 3 разрушаются при одной и той же по отношению к g-фактору сободного электрона. Однако температуре 160C, и сделан вывод, что сигналы ЭПР в спектре ЭПР не наблюдалась СТ структура от Al, этих центров принадлежат дефектам, образующимся в имеющего 100% изотопа с ядерным спином I = 5/подрешетке C под действием -облучения. Предполага(если подобное взаимодействие имеет место, то оно ется, что центры 1, 2 и 3 имеют общую природу дает вклад только в ширину линии, т. е. его величина и принадлежат низкотемпературной (1) и высокотемменьше 0.05 мТл), что делает весьма сомнительным напературным (2, 3) модификациям одного и того же личие Al в составе комплекса. Известны сигналы ЭПР центра. Обсуждаются модели дефекта в виде отрицацентров Al и B с глубокими уровнями в запрещенной тельно заряженной вакансии углерода или комплекса, зоне, представлющие, согласно предложенной модели, включающего примесный атом Al и атом C, занимающий нейтральный комплекс примеси в узле кремния с вакремниевую или межузельную позицию.

кансией углерода, расположенной в соседнем узле вдоль Авторы благодарны В.В. Емцеву и Д.В. Полоскину за оси c [14]. В этих центрах СТ взаимодействие с Al (B) предоставленную возможность -облучения кристаллов слабое, так как на примеси нет прямой спиновой плотноSiC и за полезные обсуждения, а также И.О. Черногласти, однако существенно больше (порядка 1 мТл для Al), зовой за проведение ряда измерений и расчетов.

чем верхний предел для взаимодействия с примесью, полученный из ширины линий ЭПР центров 1, 2 и 3. Работа частично поддержана РФФИ по гранту № 00Таким образом, в этих центрах примесь может играть 02-16950.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 1416 И.В. Ильин, Е.Н. Мохов, П.Г. Баранов Список литературы Paramagnetic defects in -irradiated silicon carbide crystals [1] G.D. Watkins. In: Deep Centers in Semiconductors, ed. by I.V. Ilyin, E.N. Mokhov, P.G. Baranov S.T. Pantelides (N.Y., Gordon and Breach, 1986) p. 147 and references therein.

Ioffe Physicotechnical institute, [2] H. Itoh, A. Kawasuso, T. Ohshima, M. Yoshikava, I. NaRussian Academy of Sciences, shiyama, S. Tanigawa, S. Misawa, H. Okumura, S. Yoshida.

194021 St. Petersburg, Russia Phys. St. Sol. (a), 162, 173 (1997).

[3] L.A. de S. Balona. J.H. Loubser. J. Phys. C: Sol. St. Phys., 3, 2344 (1970).

Abstract

Paramagnetic defects have been first observed in [4] В.С. Вайнер, В.А. Ильин. ФТТ, 23, 3482 (1982); V.S. Vainer, irradiated SiC crystals. Three types of defects (referred to as V.A. Il’in. Sov. Phys. Sol. St., 23, 2125 (1982).

1, 2 and 3) were found in 4H-SiC : Al and 6H-SiC : Al p-type [5] Н.М. Павлов, М.И. Иглицин, М.Г. Косаганова, В.Н. Солоcrystals by the electron paramagnetic resonance technique. All матин. ФТП, 9, 1279 (1975); [N.M. Pavlov, M.I. Iglitsyn, centers have similar spin Hamiltonian parameters, S being 1/2, M.G. Kosaganova, V.N. Solomatin. Sov. Phys. Semicond., 9, and are characterized by a significant g-factor anisotropy. The 845 (1975)].

center has nearly axial symmetry with respect to the local z-axis, [6] N.T. Son, W.M. Chen, J.L. Lindstrom, B. Monemar, E. Janzen.

which is oriented approximately along one of Si–C bonds which Mater. Sci. Forum, 264–268, 599 (1998); N.T. Son, P.N. Hai, does not coincide with the c-axis. The 2 and 3 centers have a E. Janzen. Mater. Sci. Forum, 353–356, 499 (2001).

lower symmetry, though their orientation along these axes is still [7] A. Zywietz, J. Furthmueller, F. Bechsted. Phys. Rev. B, 59, 15 166 (1999-I). pronounced. The highest g-value [gz] reduces in a series from 1to [8] T. Wimbauer, B.K. Meyer, A. Hofstaetter, A. Scharmann, 3. The 1 signal could be observed at temperatures from 3.5 up to H. Overhof. Phys. Rev. B, 56, 7384 (1997).

15 K, 2and3 signals — at 10-35 K and 18-50 K, respectively.

[9] H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, I. Vickridge, G. Battistig.

For some orientations of the crystal a hyperfine interaction of Phys. Rev. B, 62, 10 126 (2000-I). center with Si nuclei was observed. Centers 1, 2 and 3 could [10] H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, L. Henry, M.F. Barthe, Phys.

be destroyed above 160C annealing and probably belong to defects Rev. B, 62, 10 841 (200-II).

in the C sublattice. Assumption is made that 1, 2and3centers [11] E. Sorman, N.T. Son, W.M. Chen, O. Kordina, C. Hallin, have a common nature and belong to low-temperature (1) and E. Janzen. Phys. Rev., B, 61, 2613 (2000).

high-temperature (2 and 3) modifications of the same defect.

[12] E.N. Mokhov, Yu.A. Vodakov. Inst. Phys. Conf. Ser. No 155, The models of defects are being discussed.

Ch. 3, 177 (1997) and references therein.

[13] L.S. Dang, K.M. Lee, G.D. Watkins. Phys. Rev. Lett., 45 (5), 390 (1980).

[14] P.G. Baranov, I.V. Ilyin, E.N. Mokhov. Sol. St. Commun., 100, 371 (1996).

[15] A.V. Duijn-Arnold, J. Mol, R. Verberk, J. Schmidt, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Phys. Rev. B, 60, 15 829 (1999-I) and references therein.

[16] I.V. Ilyin, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Mater. Sci. Forum, 353– 356, 521 (2001).

[17] B.K. Meyer, A. Hofstaetter, P.G. Baranov. Mater. Sci. Forum, 264–268, 591 (1998).

[18] В.Г. Грачев. ЖЭТФ, 65, 1029 (1987); Sov. Phys. JETP, 65, 1029 (1987).

[19] D. Volm, B.K. Meyer, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Mater. Res.

Soc. Symp. Proc., 339, 705 (1994).

[20] G.D. Watkins. Phys. Rev. B, 1, 1908 (1970).

[21] G.D. Watkins. Phys. Rev. B, 13, 2511 (1976).

Редактор Т.А. Полянская Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.