Научная статья на тему 'Закономерности дефектообразования в облученных полупроводниках'

Закономерности дефектообразования в облученных полупроводниках Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
103
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Логинов Ю.Ю., Мозжерин А.В.

Методом просвечивающей и высокоразрешающей электронной микроскопии исследованы закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках и полупроводниковых гетероструктурах, облученных электронами с подпороговой (100 кэВ) и надпороговой (400 кэВ) энергиями.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The structural defects FORMATION in irradiated semiconductors

The regularities of structural defects formation in 100 keV and 400 keV electron beam irradiated semiconductors and semiconductor heterostructures is studied by transmission and high-resolution electron microscopy.

Текст научной работы на тему «Закономерности дефектообразования в облученных полупроводниках»

Решетневскце чтения

4. Шеламов В. А., Литвинцев А. М. Физико-хими- 5. Болдырев В. В. Экспериментальные методы в ческие основы производства полуфабрикатов из спечен- механохимии твердых неорганических веществ. Но-ных алюминиевых порошков. М. : Металлургия, 1970. восибирск : Наука, 1983.

G. G. Krushenko

Institute Computational Modeling Russian Academy of Sciences, Siberian Branch,

Russia, Krasnoyarsk

THE MECHANOACTIVATION OF NANOPOWDERS FOR THE INCREASING ITS CONTENT IN THE MODIFICATING RODS

The content of nanopowders of chemical compounds in the modificating rods is increased as a result of use it worked up in planetary ball mills.

© Крушенко Г. Г., 2011

УДК 548.571

Ю. Ю. Логинов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск А. В. Мозжерин Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ В ОБЛУЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Методом просвечивающей и высокоразрешающей электронной микроскопии исследованы закономерности образования структурных дефектов в полупроводниках и полупроводниковых гетероструктурах, облученных электронами с подпороговой (100 кэВ) и надпороговой (400 кэВ) энергиями.

Особенности дефектообразования в облученных полупроводниках необходимо учитывать в процессах электронно-зондового анализа, ионного травления и использовать для разработки физических основ радиационной технологии получения новых материалов и приборных структур. Закономерности формирования структурных дефектов в кристаллах и эпитакси-альных пленках полупроводников могут быть использованы для совершенствования технологии получения материалов и структур электроники с заданными свойствами, решения задач управления типом, плотностью и пространственным распределением дефектов кристаллического строения, что важно для реализации предельных параметров устройств микроэлектроники.

В результате облучения полупроводников А2В6 электронами с энергиями 100 и 400 кэВ установлено, что степень нарушений, продуцируемых электронным облучением, уменьшается в последовательности: ZnS ® ZnSe » CdS ® ® ZnTe » CdHgTe » MnHgTe, что коррелирует с ростом энергии дефекта упаковки и снижением степени ионности связи (СИС).

В процессах дефектообразования в кристаллах А2В6, облученных ионами низких энергий и электронами с надпороговыми энергиями, наряду с упругими соударениями существен вклад и неупругих соударений. Эффективность образования дефектов при этом

аналогична эффективности дефектообразования в этих материалах, облученных электронами с подпоро-говыми энергиями.

При отжиге легированных кристаллов А2В6 в атмосфере, насыщенной атомами катиона, в них образуются колонии примесных преципитатов на ростовых дефектах, что сопровождается формированием междоузельных дислокационных петель, переползанием дислокаций, а также снижением интенсивности катодолюминесценции, фотолюминесценции и удельного сопротивления, что связывается с распадом ком -плексов типа «вакансия катиона-примесь», ответственных за формирование глубоких акцепторных уровней, компенсирующих действие донорных примесей. Образование преципитатов в полупроводниках А2В6 во многом аналогично формированию преципитатов в Si, при этом средние размеры преципитатов в полупроводниках уменьшаются с ростом величины энергии дефекта упаковки материала, что наблюдается при переходе от ZnS ® ZnSe ® CdTe ® к Si.

Изучение закономерностей дефектообразования в эпитаксиальных пленках полупроводников А2В6 позволило подразделить все структурные дефекты на четыре основные группы в зависимости от причин их образования: связанных с (1) внутренними свойствами материала, (2) влиянием несоответствия параметров решеток эпитаксиального слоя и подложки, (3)

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

проблемами роста и (4) процессами, протекающими после выращивания. Это позволяет выработать стратегию снижения плотности дефектов.

Типичными дефектами в эпитаксиальных пленках А2В6, выращенных методом МОПФЭ на подложках

{100}ОаАБ, являются прорастающие дислокации и наклонные к поверхности подложки микродвойники и дефекты упаковки, в то время как эпитаксиальные пленки, выращенные на {111}ОаАБ, содержат ламел-ли двойников, параллельные подложке.

Yu. Yu. Loginov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

A. V. Mozzherin Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

THE STRUCTURAL DEFECTS FORMATION IN IRRADIATED SEMICONDUCTORS

The regularities of structural defects formation in 100 keV and 400 keV electron beam irradiated semiconductors and semiconductor heterostructures is studied by transmission and high-resolution electron microscopy.

© Логинов Ю. Ю., Мозжерин А. В., 2011

УДК 669.713.7

И. И. Назаренко, С. Н. Софронова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ТЕОРЕТИКО-ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ МАГНИТНЫХ СТРУКТУР Ni5GeO4(BO3)2

Проведен теоретико-групповой анализ, позволяющий определить возможные магнитные структуры кристалла Ы150е(02В03)2. Полученные данные помогут при анализе и интерпретации экспериментальных данных, установлении истинной магнитной структуры и механизмов магнитных переходов в исследуемом соединении.

Кристаллы №5ве(02В03)2 принадлежат к семейству людвигитов. Кристаллы данного семейства обладают очень интересными магнитными свойствами. Характерной особенностью этих соединений является наличие в структуре треугольных или тетраэдриче-ских групп, что может привести к возникновению фрустраций, обусловленных структурными особенностями соединений.

Кристаллы №5ве(02В03)2 относятся к пространственной группе РЬат (N0. 55). Элементарная ячейка содержит 12 магнитных атомов, которые расположены в симметрийных позициях 4g, 4И, 2Ь, 2с. Интересной особенностью данного соединения является то, что ионы никеля (ион с магнитным моментом) и германия (немагнитный ион) равновероятно занимают симметрийную позицию 4g, что может привести к необычным магнитным свойствам исследуемого соединения.

Для определения возможных магнитных структур был проведен теоретико-групповой анализ [1; 2], при этом мы считали, что все ионы, находящиеся в сим-метрийной позиции 4g, имеют «усредненный» магнитный момент. В рамках данного приближения были получены разложения магнитного представления по

неприводимым представлениям для центра зоны Бриллуэна:

Д&19 = 0) = 4Т1 + 4Т2 + 2тз + 8Т4 + 2т5 + 8тб + 4т7 + 4х8.

Направления магнитных моментов для различных неприводимых представлений для к19 = 0 приведены в таблице. Как видно, в исследуемой структуре реализуется ферромагнитное (т8) так и антиферромагнитное (т2) состояние с магнитным моментом, направленным вдоль одной из кристаллографических осей. Неприводимые представления (т4, т6) могут соответствовать, например, случаю неколлинеарного антиферромагнетика со слабым ферромагнетизмом.

Для оценки влияния эффекта упорядочения ионов никеля и германия в симметрийной позиции 4g на магнитную структуру кристалла №5ве(02В03)2 в дальнейшем планируется провести симметрийный анализ нескольких суперструктур с различным типом упорядочения никеля и германия.

Библиографические ссылки

1. Ковалев О. В. Неприводимые представления пространственных групп. Киев : [б. и.], 1961.

2. Изюмов Ю. А., Найш В. Е., Озеров Р. П. Нейтронография магнетиков. М. : Атомиздат, 1981.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.