Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2014, выпуск 11 » Статья стр. 1503
<<<>>>
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.
PDF версия
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.
  1. W.J. Choyke. In: Radiation Effects in Semiconductors [Institute of Physics, Conf. Ser., 31, 58 (1977)]; W.J. Choyke, H. Matsunami, G. Pensl. Silicon carbide: recent major advances (Springer, 2004); S.E. Saddow, A.K. Agarwal. Advances in Silicon Carbide Processing and Applications (Artech House, 2004)
  2. В.А. Ильин. Автореф. канд. дисс. (Л., ЛЭТИ, 1982)
  3. А.А. Лебедев, А.М. Иванов, Н.Б. Строкан. ФТП, 38, 129 (2004)
  4. Н.М. Павлов, М.И. Иглицын, М.Г. Косаганова, В.Н. Соломатин, Ю.В. Баринов. ФТТ, 13, 2814 (1971)
  5. Н.М. Павлов, М.И. Иглицын, М.Г. Косаганова, В.Н. Соломатин. ФТП, 9, 1279 (1975)
  6. И.М. Зарицкий, А.А. Кончиц, Л.А. Шульман. ФТТ, 13, 1895 (1971)
  7. B.D. Shanina, E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, E.N. Mokhov. Def. Dif. Forum, 103--105, 619 (1992)
  8. B.D. Shanina, E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, E.N. Mokhov. Def. Dif. Forum, 103--105, 627 (1992)
  9. E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, E.N. Mokhov, B.D. Shanina. Def. Dif. Forum, 103--105, 655 (1992)
  10. P.G. Baranov. Def. Dif. Forum, 148--149, 129 (1997)
  11. А.И. Вейнгер, В.А. Ильин, Ю.М. Таиров, В.Ф. Цветков. ФТП, 15, 1557 (1981).
  12. P.J. Dean, D. Bimberg, W.J. Choyke. In: Radiation Effects in Semiconductors [Institute of Physics, Conf. Ser., 46, 447 (1979)]
  13. В.С. Вайнер., В.А. Ильин. ФТТ, 23, 2507 (1981)
  14. Н.В. Кодрау, В.В. Макаров. ФТП, 15, 1408 (1981)
  15. F.P. Larkins, A.M. Stoneham. J. Phys. C.: Sol. St. Phys., 3, L112 (1970)
  16. P.G. Baranov, A.P. Bundakova, A.A. Soltamova, S.B. Orlinskii, I.V. Borovykh, R. Zondervan, R. Verberk, J. Schmidt. Phys. Rev. B, 83, 125 203 (2011)
  17. И.С. Горбань, А.В. Слободянюк. ФТП, 10, 1125 (1976)
  18. V.A. Soltamov, A.A. Soltamova, P.G. Baranov, I.I. Proskuryakov. Phys. Rev. Lett., 108, 226 402 (2012)
  19. Le Si Dang, K.M. Lee, G.D. Watkins, W.J. Choyke. Phys. Rev. Lett., 45, 390 (1980)
  20. N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin, V.L. Sukhanov. Sol. St. Electron., 36, 1741 (1993)
  21. N.T. Bagraev, A.A. Gippius, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko. Mater. Sci. Forum, 258--263, 1833 (1997)
  22. N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko. J. Phys.: Condens. Matter, 20, 164 202 (2008)
  23. N.T. Bagraev, V.A. Mashkov, E.Yu. Danilovsky, W. Gehlhoff, D.S. Gets, L.E. Klyachkin, A.A. Kudryavtsev, R.V. Kuzmin, A.M. Malyarenko, V.V. Romanov. Appl. Magn. Reson., 39, 113 (2010)
  24. Н.Т. Баграев, Э.Ю. Даниловский, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, В.А. Машков, ФТП, 46, 77 (2012)
  25. J. Schmidt, I. Solomon. Compt. Rend. Acad., 263, 169 (1966)
  26. A. Honig. Phys. Rev. Lett., 17, 186 (1966)
  27. D. Lepine. Phys. Rev. B, 6, 436 (1972)
  28. D. Kaplan, I. Solomon, N.F. Mott. J. Phys. (Paris), 39, 51 (1978)
  29. V.V. Kveder, Yu.A. Osip'yan, A.I. Shalynin. J. Phys. (Paris), 44, C4-345 (1983)
  30. T. Figielski. J. Phys. (Paris), 40, C6-95 (1979)
  31. V.V. Kveder, Yu.A. Osip'yan, A.I. Shalynin. ЖЭТФ, 83, 699 (1982)
  32. В.С. Львов, Л.С. Мима, О.В. Третьяк. ЖЭТФ, 83, 1557 (1982)
  33. Л.С. Власенко. ФТТ, 41, 774 (1994)
  34. M. Otsuka, T. Matsuoka, L.S. Vlasenko, M.P. Vlasenko, K.M. Itoh. Appl. Phys. Lett., 103, 111 601 (2013)
  35. M. Suckert, F. Hoehne, L. Dreher, K. Markus, M. Stutzmann, M.S. Brandt, H. Huebl. Molecular Phys., 111, 2690 (2013)
  36. Н.Т. Баграев, А.И. Гусаров, В.А. Машков. ЖЭТФ, 95, 968 (1989)
  37. N.T. Bagraev, A.I. Gusarov, V.A. Mashkov. Sov. Phys. JETP, 68, 816 (1989)
  38. Н.Т. Баграев, В.А. Машков. Изв. АН СССР. Сер. физ., 52, 471 (1988)
  39. P. London, J. Scheuer, J.-M. Cai, I. Schwarz, A. Retzker, M.B. Plenio, M. Katagiri, T. Teraji, M. Koizumi, J. Isoya, R. Fischer, L.P. McGuinness, B. Naydenov, F. Jelezko. Phys. Rev. Lett., 111, 067 601 (2013)
  40. C.J. Cochrane, P.M. Lenahan, A.J. Lelis. Appl. Phys. Lett., 100, 023 509 (2012)
  41. C.J. Cochrane, P.M. Lenahan, A.J. Lelis. Appl. Phys. Lett., 102, 193 507 (2013)
  42. M. Dobers, K. von Klitzing, G. Weimann. Phys. Rev. B, 38, 5453 (1988)
  43. Yu.A. Nefyodov, A.V. Shchepetilnikov, I.V. Kukushkin, W. Dietsche, S. Schmult. Phys. Rev. B, 88, 041 307(R) (2011)
  44. M. Dobers, K. von Klitzing, J. Schneider, G. Weimann, K. Ploog. Phys. Rev. Lett., 61, 1650 (1988).
  45. M. Buttiker. Science, 325, 278 (2009)
  46. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys., 82, 3045 (2010)
  47. L. Ozyuzer, A.E. Koshelev, C. Kurter, N. Gopalsami, Q. Li, M. Tachiki, K. Kadowaki, T. Tamamoto, H. Minami, H. Yamaguchi, T. Tachiki, K.E. Gray, W.K. Kwok, U. Welp. Science, 318, 1291 (2007)
  48. N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin, A.A. Kudryavtsev, A.M. Malyarenko, V.V. Romanov. In: Superconductor, ed. by A. Luiz (SCIYO, 2010) chap. 4, p. 69
  49. N.T. Bagraev, D.S. Gets, L.E. Klyachkin, A.A. Kudryavtsev, A.M. Malyarenko, V.A. Mashkov, V.V. Romanov. Physica B, 404, 5140 (2009)
  50. G. Pensl, R. Helbig. Festkoerpeprobleme: Advances in Solid State Physics, v. 30, ed. by U. Roessler (1990) p. 133
  51. В.С. Балландович, Е.Н. Мохов. ФТП, 29, 370 (1995)
  52. G.A. Lomakina. Sov. Phys. Solid State, 7, 475 (1965)
  53. M.M. Anikin, A.A. Lebedev, A.L. Syrkin, A.V. Suvorov. Sov. Phys. Semicond., 19, 69 (1985)
  54. H.H. Woodbury, G.W. Ludwig. Phys. Rev., 124, 1083 (1961)
  55. K.M. Lee, Le Si Dang, G.D. Watkins, W.J. Choyke. Phys. Rev. Lett., 45, 390 (1980)
  56. P.G. Baranov, N.G. Romanov. Appl. Magnetic Resonance, 2, 361 (1991)
  57. T.L. Petrenko, V.V. Teslenko, E.N. Mochov. Def. Dif. Forum, 103--105, 667 (1992)
  58. Т.Л. Петренко, В.В. Тесленко, Е.Н. Мохов. ФТП, 26, 1556 (1992)
  59. R. Muller, M. Feege, S. Greulich-Weber, J.-M. Spaeth. Semicond. Sci. Technol., 8, 1377 (1993)
  60. M. Ikeda, H. Matsunami, T. Tanaka. Phys. Rev. В, 22, 2842 (1980)
  61. H. Kuwabara, S. Yamada. Phys. Status Solidi A, 30, 739 (1975)
  62. W. Suttrop, G. Pensl, P. Laning. Appl. Phys. A, 51, 231 (1990)
  63. R. Kubo, K.Tomita. J. Phys. Soc. Jpn., 9, 888 (1954)
  64. R. Kubo. J. Phys. Soc. Jpn., 9, 935 (1954)
  65. S. Hikami, A.I. Larkin, Y. Nagaoka. Prog. Theor. Phys., 63, 707 (1980)
  66. B.L. Altshuler, A.G. Aronov. In: Electron-electron interaction in disordered systems, ed. by L.A. Efros, M. Pollak (Amsterdam: North-Holland, 1985) p. 11
  67. B. Etienne. In: Advances in Quantum Phenomena, v. 347, ed. by E.G. Beltrametti, J.M. Levy-Lebbond (1995) p. 159
  68. G.E. Pikus, W. Knap, C. Skierbiszewski, A. Zdunak, E. Litwin-Staszewska, D. Bertho, F. Kobbi, J.L. Robert, F.G. Pikus, S.V. Iordanskii, V. Mosser, K. Zekentes, Yu.B. Lyanda-Geller. Proc. of the 23rd Int. Conf. Physics of Semiconductors (Berlin, 1996), ed. by M. Scheffler, R. Zimmermann (World Scientific, Singapore, 1996) v. 3, p. 2435
  69. J.B. Miller, D.M. Zumbuhl, C.M. Marcus, Y.B. Lyanda-Geller, D. Goldhaber-Gordon, K. Campman, A.C. Gossard. Phys. Rev. Lett., 90, 076 807 (2003)
  70. S.A. Studenikin, P.T. Coleridge, N. Ahmed, P.J. Poole, A. Sachrajda. Phys. Rev. B, 68, 035 317 (2003)
  71. P.G. Baranov, A.P. Bundakova, A.A Soltamova, S.B. Orlinskii, I.V. Borovykh, R. Zondervan, R. Verberk, J. Schmidt. Phys. Rev. B, 83, 125 203 (2011)
  72. E.N. Kalabukhova, D.V. Savchenko, B.D. Shanina, N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko. Mater. Sci. Forum, 740--742, 389 (2013)
  73. X.-F. He, N.B. Manson, P.T.H. Fisk. Phys. Rev B, 47, 8816 (2000)
  74. M.V. Muzafarova, I.V. Ilyin, E.N. Mokhov, V.I. Sankin, P.G. Baranov. Mater. Sci. Forum, 527--529, 555 (2006).
  75. J.W. Steeds, S. Charles, T.J. Davis, A. Gilmore, J. Hayes, D. Pickford, J.E. Pickford. Diamond Relat. Mater., 8, 94 (1999)
  76. G. Davies, M.F. Hamer. Proc. Royal. Soc. (London) Ser. A, 348, 285 (1976)
  77. A. Scholle, S. Greulich-Weber, E. Rauls, W.G. Schmidt, U. Gerstmann. Mater. Sci. Forum, 645--648, 403 (2010).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme