Издателям
Вышедшие номера
Зондирование волновой функции мелких доноров и акцепторов в карбиде кремния и кремнии путем исследования кристаллов с измененным изотопным составом методом электронного парамагнитного резонанса
Баранов П.Г.1, Бер Б.Я.1, Годисов О.Н.2, Ильин И.В.1, Ионов А.Н.1, Мохов Е.Н.1, Музафарова М.В.1, Калитеевский А.К.2, Калитеевский М.А.1, Копьев П.С.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2НТЦ --- центротех, Санкт-Петербург, Россия
Email: ivan.lyin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 9 декабря 2004 г.
Выставление онлайн: 19 ноября 2005 г.

Изучено пространственное распределение волновых функций неспаренных электронов мелких доноров N в кристаллах SiC и мелких доноров P и As в кристаллах кремния путем исследования соответствующих кристаллов с измененным содержанием изотопов 29Si и 13C, имеющих ядерный магнитный момент. На основании настоящих данных ЭПР и ранее опубликованных исследований ДЭЯР показано, что распределение донорного электрона в SiC существенно зависит от политипа и кристаллического положения: в 4H-SiC неспаренный электрон распределен главным образом на s- и p-орбиталях Si, тогда как в 6H-SiC электрон преимущественно локализован на s-орбиталях C. При этом имеется существенное отличие в распределении электрона для донора N в гексагональной позиции, характеризующейся мелким уровнем, близким к уровню, полученному для этого материала в приближении теории эффективной массы, и для донора, занимающего квазикубическую позицию. В спектре ЭПР N в квазикубических позициях зарегистрирована сверхтонкая структура от сравнительно сильного вазимодействия с двумя первыми координационными сферами Si и C, которые однозначно идентифицированы. Вблизи N, занимающего квазикубическое положение, приближение теории эффективной массы нарушается, структура донора и распределение донорного электрона становятся низкосимметричными. В кремнии уменьшение содержания изотопа 29Si привело к существенному сужению линий ЭПР мелких доноров P и As и увеличению интенсивности сигналов ЭПР, а также к сильному удлинению времени спин-решеточной релаксации T1. В результате появилась возможность изучать эти спектры селективно, оптически возбуждая определенную область кристалла для уменьшения T1 и предотвращая насыщение сигнала ЭПР только в освещенных областях материала. Последнее обстоятельство может быть полезно при разработке материалов для квантовых компьютеров на основе доноров в кремнии и SiC. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (гранты N 02-02-17605, 03-02-17645, 04-02-17632); программой РАН "Спин-зависимые эффекты в твердом теле и спинтроника", МНТЦ-проектом N 2630.
  1. W. Kohn, J.M. Luttinger. Phys. Rev. 97, 1721 (1955); 98, 915 (1955)
  2. A.F. Kip, C. Kittel, R.A. Levy, A.M. Portis. Phys. Rev. 91, 1066 (1953)
  3. П.Г. Баранов, Ю.П. Вещунов, Н.Г. Романов. Письма в ЖЭТФ 32, 3 (1980)
  4. G. Feher. Phys. Rev. 114, 1219 (1959)
  5. G.D. Watkins. In: Point Defects in Solids. Vol. 2 / Eds J.H. Crowford, L.M. Slifkin. Plenum Press, N. Y.--London (1975). P. 333. G.D. Watkins. In: Deep Centers in Semiconductors / Eds S.T. Pantelides. Gordon and Breach, N. Y. (1986). P. 147
  6. D.K. Wilson. Phys. Rev. 134, A265 (1964)
  7. G. Feher, J.C. Hensel, E.A. Gere. Phys. Rev. Lett. 5, 309 (1960)
  8. H.H. Woodbury, G.W. Ludwig. Phys. Rev. 124, 1083 (1961)
  9. А.Г. Зубатов, И.М. Заритский, С.Н. Лукин, Е.Н. Мохов, В.Г. Степанов. ФТТ 27, 322 (1985)
  10. J.L. Ivey, R.L. Mieher. Phys. Rev. B 11, 849 (1975)
  11. A. v. Duijn-Arnold, J. Mol, R. Verberk, J. Schmidt, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Phys. Rev. B 60, 15 829 (1999)
  12. A. v. Duijn-Arnold, R. Zondervan, J. Schmidt, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Phys. Rev. B 64, 085 206 (2001)
  13. E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, W.C. Mitchel. Mat. Sci. Forum 433--436, 499 (2003)
  14. N.T. Son, J. Isoya, S. Yamasaki, E. Janzen. Book of Abstracts of ECSCRM 2004. CNR Area della Ricerca, Bologna (2004)
  15. П.Г. Баранов, А.Н. Ионов, И.В. Ильин, П.С. Копьев, Е.Н. Мохов, В.А. Храмцов. ФТТ 45, 984 (2003)
  16. Yu. A. Vodakov, E.N. Mokhov, G. Ramm, A.D. Roenkov. Krist und Techn. 14, 729 (1979)
  17. O.N. Godison, A.K. Kaliteevskii, V.I. Korolev, B.Y. Ber, V.Y. Davydov, M.A. Kaliteevskii, P.S. Kop'ev. Semiconductors 35, 877 (2001)
  18. S. Greulich-Weber. Phys. Stat. Sol (a) 162, 95 (1997)
  19. C.F. Young, K. Xie, E.H. Poindexter, G.J. Gerardi, D.J. Keeble. Appl. Phys. Lett. 70, 1858 (1997)
  20. G. Feher, E.A. Gere. Phys. Rev. 114, 1245 (1959)
  21. M.T. Bennenbroek, A. Arnold, O.G. Poluektov, P.G. Baranov, J. Schmidt. Phys. Rev. B 54, 11 276 (1996)
  22. D.M. Hofmann, A. Hofstaetter, F. Leiter, H. Zhou, F. Henecker, B.K. Meyer, S.B. Orlinskii, J. Schmidt, P.G. Baranov. Phys. Rev. Lett. 88, 045 504 (2002)
  23. H. Overhof, U. Gerstmann. Phys. Rev. B 62, 12 585 (2000)
  24. G.D. Watkins, Frank S. Ham. Phys. Rev. B 1, 4071 (1970)
  25. Е.Н. Калабухова. В кн.: Радиоспектроскопия конденсированных сред. Киев (2000). Гл. II. С. 157
  26. W.V. Smith, P.P. Sorokin, I.L. Gelles, G.J. Lasher. Phys. Rev. 115, 1546 (1959)
  27. Keith L. Brower. Phys. Rev. Lett. 44, 1627 (1980)
  28. K.Murakami, H. Kuribayashi, K. Masuda. Phys. Rev. B 38, 1589 (1988)
  29. R.P. Messmer, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 7, 2568 (1973)
  30. G.G. DeLeo, W.B. Fowler, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 29, 3193 (1984)
  31. S.T. Pantelides, W.A. Harrison, F. Yndurain. Phys. Rev. B 34, 6038 (1986)
  32. F.G. Anderson. Phys. Rev. B 39, 5392 (1989)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.