CC BY
14
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
УДК 669.713.7
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СКОПЛЕНИЙ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В ТЕЛЛУРИДЕ КАДМИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОННОМ ОБЛУЧЕНИИ
А. В. Мозжерин1,2, Н. Н. Паклин2
'Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
2Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: amozzherin@sfu-kras.ru
Теллурид кадмия (CdTe) перспективный материал для космической техники. Он применяется для создания солнечных батарей, детекторов ионизирующего излучения, фотоприемников. В ближайшей перспективе, при развитии солнечной энергетики в космической технике, он будет крайне необходим, в виду его особенных свойств. Однако при работе в открытом космосе, данный материал склонен к деградации из-за эволюции дефектной сети.
Ключевые слова: кадмий теллур, полупроводниковые материалы, облучение электронами.
FEATURES SIMULATION OF THE FORMING STRUCTURAL DEFECTS IN CADMIUM TELLURIDE UNDER ELECTRON IRRADIATION
A. V. Mozzherin1,2, N. N. Paklin2
:Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2Siberian Federal University 79, Svobodnii Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: amozzherin@sfu-kras.ru
Cadmium telluride (CdTe) perspective material for space applications. It is used to create solar cells, ionizing radiation detectors, photodetectors. In the short term, the development of solar energy in space technology, it is extremely necessary, in view of its special properties. However, when operating in the open space, the material is prone to degradation due to defective network evolution.
Keywords: cadmium telluride, semiconductor materials, electron irradiation.
Надежная работа современных полупроводниковые приборов сверхмалых размеров требует контроля наличия и плотности не только традиционных структурных дефектов типа дислокаций, дефектов упаковки и микродвойников, но и дефектов размерами < 10 нм. Работа прибора в неблагоприятных условиях, например, на околоземной орбите, вызывает облучения материалов различными энергиями, вызывающими трансформацию и развитие дефектной сети.
Теллурид кадмия, материал чувствительный к подобным воздействиям из-за невысокого значения энергии дефекта упаковки (ЭДУ) («11±2 мДж/м2). Облучение материала в просвечивающем электроном микроскопе вызывает аналогичную эволюцию дефектов [1; 2], как и космическое излучение. На основании этого нами был проделано моделирование процессов формирования дефектов в CdTe при электронном облучении.
Известно, что в CdTe, также как и в CdS и CdZnS образуется большое число структурных дефектов [3]. При облучении электронами в CdTe наблюдаются скопления междоузельных атомов, вакансий и пор, поэтому в модель доработана с учетом образования вакансионных скоплений.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
_ G _ KcjCy _ 2KucJ _ Ки cIcb[ _ KsiCJCs, dt b
dcv _ G _ K _ 2 _ K 4nrV - K
_ G KCICV 2KwCV K1V ,2 CVCbV KSVCVCS, dt b2
dC^L _ K C2 dt - KllCl' dC
(1)
bV _ K C2 dt -K1VCV,
^ _ KuCjb,
dt dy dt
_ KwCVb.
Здесь: генерация пар Френкеля (I и V), со скоростью генерации - О = о/ (о - поперечное сечение; / - плотность потока электроном), К, = vexp(-Eг■ /кТ) - константа реакции; V - частота колебания атомов; к - постоянная Больцмана; Т - температура; Е - энергия активации процесса; е.. - концентрация «стоков» на поверхности; 2пг1 /Ь и 4пr2V /Ь2 - количество мест присоединения точечных дефектов (ТД) по периметру петли и на поверхности поры соответственно; Ь - параметр порядка величины межатомного расстояния (вектор Бюргерса).
Решая полученную систему уравнений (численные значения параметров приводятся в [1]) получаем К ~ 10-30, КI ~ 10-63, Ку ~10-72, В! ~ 4-10-42, Dv ~ 4-10-87.
Анализ результатов показал, что при решении теоретической модели необходимо дополнительно учитывать два важных фактора: температуру образца при воздействии на него электронного пучка и вклад в энергию активации от облучаемых электронов.
Библиографические ссылки
1. Логинов Ю. Ю., Браун П. Д., Дьюроуз К. Закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках А2В6. М. : Логос, 2003. 304 с.
2. Loginov Y. Y., Brown P. D., Thompson N. TEM study of the interaction of sub-threshold electron beam induced defects in II-VI compounds // Physica Status Solidi. A: Applications and Materials Science. 1991. Vol. 127. P. 75-86.
3. Mullins J. T., Taguchi T., Brown P. D., Loginov Y. Y., Durose K. Growth and optical properties of CdS:(Cd,Zn)S strained layer superlattices // Japanese J. of Applied Physics. 1991. Vol. 30, № 11. P. L1853-L1856.
© Мозжерин А. В., Паклин Н. Н., 2016
