CC BY
11Решетневскуе чтения. 2018
УДК 539.25
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ
В ТЕЛЛУРИДЕ КАДМИЯ
Ю. Ю. Логинов1, А. В. Мозжерин2, Н. Н. Паклин2, А. В. Брильков2
1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-шаП: loginov@sibsau.ru 2Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 Е-шаЛ: amozzherin@sfu-kras.ru
Методами компьютерного моделирования изучено образование междоузельных атомов и вакансий, а также их кластеров в виде дислокационных петель и пор в теллуриде кадмия при облучении электронами. Зависимости радиусов дислокационных петель и пор были рассчитаны в зависимости от времени облучения. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными об облучении СёТв в просвечивающем электронном микроскопе.
Ключевые слова: теллурид кадмия, полупроводниковые материалы, численное моделирование, дислокационные петли.
COMPUTER SIMULATION OF THE STRUCTURAL DEFECTS FORMATION
IN CADMIUM TELLURIDE
Y. Y. Loginov1, A. V. Mozzherin2, N. N. Paklin2, A. V. Brilikov2
1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: loginov@sibsau.ru 2Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation Е-mail: amozzherin@sfu-kras.ru
The formation of interstitial atoms and vacancies has been conducted, as well as their clusters in the form of dislocation loops and voids in cadmium telluride under irradiation by electrons, has been carried out. The dependences of the radii of dislocation loops and voids have been calculated depending on the irradiation time. The results of the simulation are being compared with the experimental data on the irradiation of CdTe in a transmission electron microscope.
Keywords: cadmium telluride, semiconductor materials, computer simulation, dislocation loops
Теллурид кадмия (С^Ге) является одним из основных материалов полупроводниковой микроэлектроники и имеет ширину запрещенной зоны 1,5 эВ, что обеспечивает хорошее соответствие солнечному спектру. Относительно высокий средний атомный номер материала и способность достигать высоких значений удельного сопротивления позволяют использовать С^Ге для детекторов гамма и рентгеновского излучения [1]. Однако материал С^Ге чувствителен к воздействию ионизирующего излучения из-за низкого значения энергии дефекта упаковки (ЭДУ), равного 11±2 мДж/м2, и облучение С^Ге электронами в просвечивающем электронном микроскопе вызывает образование и эволюцию структурных дефектов [2]. Ранее была определена скорость химической реакции в С^Ге, чтобы описать динамику повреждения при электронном облучении в С^Ге [3]. Основываясь на экспериментальных исследованиях, описанных в [2], известно, что в дополнение к образованию междо-
узельных кластеров в С^Ге наблюдаются кластеры вакансий, поэтому наша модель модифицирована с учетом образования вакансионных кластеров, а результаты моделирования сравниваются с ранее полученными экспериментальными данными.
На рисунке приведены данные расчетов зависимости радиусов междоузельных скоплений и вакансион-ных пор от времени облучения при 300 К.
Сравнивая результаты численного моделирования процессов образования кластеров точечных дефектов междоузельного и вакансионного типов в теллуриде кадмия с экспериментальными данными, можно сделать вывод о хорошем согласии эксперимента и теории. Для достижения максимальной согласованности необходимо улучшить существующую модель и ввести в нее параметр, учитывающий изменение количества полупроводниковых узлов решетки, уменьшающихся при облучении тонкой фольги в электронном микроскопе.
Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли
CdTe, Т=300 К
■5 -4-3-2-10 1 2 3
Зависимость радиуса междоузельных скоплений (и5) и пор (%) от времени облучения при температуре 300 К
Библиографические ссылки
1. Elsharkawy M., Kanda G., Abdel-Hady E. Keeble D 2016 Appl. Phys. Lett., 108 242102.
2. Логинов Ю. Ю., Браун П. Д., Дьюроуз К. Закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках А2В6. М. : Логос, 2003. 304 с.
3. Gué A, Djafari-Rouhani M, Estéve D, IdrissiSaba H 1991 J. Phys. I, 1 97.
References
1. Elsharkawy M., Kanda G., Abdel-Hady E. Keeble D 2016 Appl. Phys. Lett., 108 242102
2. Loginov Y., Brown P., Durose K. The Regularities of Structural Defect Formation in Semiconductors II-VI. Moscow, Logos, 2003.
3. Gué A, Djafari-Rouhani M, Estéve D, IdrissiSaba H 1991 J. Phys. I, 1 97.
© Логинов Ю. Ю., Мозжерин А. В., Паклин Н. Н., Брильков А. В., 2018
