Вышедшие номера
Электрически детектируемый электронный парамагнитный резонанс точечных центров в наноструктурах на основе 6H-SiC
Баграев Н.Т.1, Гец Д.С.1, Калабухова Е.Н.2, Клячкин Л.Е.1, Маляренко А.М.1, Машков В.А.3, Савченко Д.В.2,4, Шанина Б.Д.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
4Институт физики Чешской академии наук, Прага, Чехия
Поступила в редакцию: 21 апреля 2014 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2014 г.

Представлены результаты исследований электрически детектируемого электронного парамагнитного резонанса (ЭДЭПР) и классического электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (X-диапазон) по идентификации мелких и глубоких центров бора, NVSi-дефектов и изолированных кремниевых вакансий, VSi, которые формируются непосредственно в процессе получения планарных наноструктур в условиях инжекции кремниевых вакансий на границе раздела SiO2/n-6H-SiC без какого-либо последующего радиационного облучения. Полученная сандвич-наноструктура представляет собой сверхузкую квантовую яму p-типа проводимости, ограниченную сильно легированными бором delta-барьерами на поверхности n-6H-SiC, которые самоупорядочиваются в процессе нанесения пиролитического окисла и последующей коротковременной диффузии бора. Регистрация ЭДЭПР точечных центров в сандвич-наноструктурах, полученных в рамках холловской геометрии, проводилась путем измерения полевых зависимостей магнетосопротивления без внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ излучения, что стало возможным благодаря наличию микрорезонаторов, встроенных в плоскость квантовой ямы, и СВЧ генерации в условиях стабилизированного тока исток-сток из delta-барьеров, содержащих дипольные центры бора. Полученные спектры ЭДЭПР мелких и глубоких центров бора анализируются на основе результатов исследований ЭПР в объеме 6H-SiC [10]. Спектр ЭДЭПР изолированной вакансии проявляет наличие как отрицательно заряженного состояния, VSi- (S=3/2) так и нейтрального в гексагональной, VSi(h), и квазикубической, VSi(k1,k2), позициях (S=1). В свою очередь NVSi-дефекты были обнаружены не только методом ЭДЭПР при 77 K, но и с помощью ЭПР-спектрометра Bruker ELEXSYS E580 на частоте 9.7 ГГц в температурном интервале от 5 до 40 K. Cпектры ЭДЭПР и ЭПР, зарегистрированные на одной и той же сандвич-наноструктуре, практически идентичны и соответствуют центру в триплетном состоянии со спином S=1. Спектр ЭПР, представляющий собой дублет линий малой интенсивности с величиной расщепления Delta B=237.6 мTл, наблюдается на фоне спектра ЭПР от доноров азота, концентрация которого в исходном образце n-6H-SiC составляла 5·1018 см-3, тогда как в спектре ЭДЭПР донорные центры азота не проявляются, поскольку внутри сандвич-наноструктуры они все участвуют в формировании NVSi-дефектов.