zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1782Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSСпектры фотолюминесценции дефектов упаковки в кристаллах 4H-SiCPhotoluminescence Spectra of Stacking Defects in 4H-SiC CrystalsАтабаевБ. Г.AtabaevB. G.

Ташкент

Tashkent

https://orcid.org/0000-0001-8963-3848ЖураевХ. Н.JuraevKh. N.

Ташкент

Tashkent

khimmatali@gmail.comШаймардановЗ. Ш.ShaymardanovZ. Sh.

Ташкент

Tashkent

ЖалоловР. Р.JalolovR. R.

Ташкент

Tashkent

УроловШ. З.UrolovSh. Z.

Ташкент

Tashkent

Институт ионно-плазменных и лазерных технологий АН Республики УзбекистанArifov Institute of Ion-Plasma and Laser Technologies of Academy of Sciences of the Republic of UzbekistanФизико-технический институт АН Республики Узбекистан; Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйстваS. A. Azimov Physical-Technical Institute of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization EngineersИнститут ионно-плазменных и лазерных технологий АН Республики Узбекистан; Национальный университет УзбекистанаArifov Institute of Ion-Plasma and Laser Technologies of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; National University of UzbekistanИнститут ионно-плазменных и лазерных технологий АН Республики Узбекистан; Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйстваArifov Institute of Ion-Plasma and Laser Technologies of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers202526092025925582587Copyright © Атабаев Б.Г., Жураев Х.Н., Шаймарданов З.Ш., Жалолов Р.Р., Уролов Ш.З., 20252025Атабаев Б.Г., Жураев Х.Н., Шаймарданов З.Ш., Жалолов Р.Р., Уролов Ш.З.Atabaev B.G., Juraev K.N., Shaymardanov Z.S., Jalolov R.R., Urolov S.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1782

Исследованы монокристаллические пластинки 4H-SiC компании Cree методом неразрушающей фотолюминесценции высокого разрешения при комнатной температуре с целью экспериментального исследования возле края зоны (NBE) фотолюминесценции и фотолюминесценции дефектов упаковки. Обнаружено вклад фотолюминесценции дефектов упаковки в спектр фотолюминесценции исходных карбида кремния 4H-SiC позволяет оценивать качества подложек. Экспериментальный спектр фотолюминесценции 4H-SiC подчиняются Лоренцовскому распределению. Электрон-фононное взаимодействие приводит к значительной взаимной зависимости интенсивностей межзонной (band to band) и NBE фотолюминесценции и фотолюминесценции дефектов упаковки.

Cree 4H-SiC single crystal wafers are studied by high-resolution non-destructive photoluminescence at room temperature to experimentally investigate near-band-edge (NBE) and stacking fault photoluminescence. The contribution of stacking fault photoluminescence to the photoluminescence spectrum of the original  4H-SiC crystals allows evaluating the relation of band-to-band, NBE, and stacking fault photoluminescence. The experimental photoluminescence spectrum of 4H-SiC obeys the Lorentzian distribution. Electron-phonon interaction leads to a significant mutual dependence of the intensities of band-to-band, NBE, and stacking fault photoluminescence.

4H-SiCфотолюминесценцияростовые дефектыдефекты упаковки4H-SiCphotoluminescencegrowth defectsstacking defectsРабота выполнена в лаборатории оптических и электронных процессов в наноструктурных материалах по бюджетному финансированию Академии наук Республики Узбекистан.ReferencesS.-M. Koo, Q. Li, M. D. Edelstein, C. A. Richter, E. M. Vogel. Nano Lett., 5, N 12 (2005) 2519—2523, https://doi.org/10.1021/nl051855iS-M. Koo, Q. Li, M. D. Edelstein, C. A. Richter, E.M. Vogel. Nano Lett. 5, 12, 2519–2523 (2005), https://doi.org/10.1021/nl051855iJ. B. Casady, R. W. Johnson. Solid-State Electron., 39 (1996) 1409—1422, https://doi.org/10.1016/00381101(96)00045-7J.B. Casady, R.W. Johnson. Solid-State Electron. 39, 1409-1422 (1996), https://doi.org/10.1016/0038-1101(96)00045-7K. N. Zhuraev, A. Yusupov, A. G. Gulyamov, M. U. Khazhiev, D. Sh. Saidov, N. B. Adilov. J. Eng. Phys. Thermophys., 93 (2020) 1036—1041, https://doi.org/10.1007/s10891-020-02205-5K.N. Zhuraev, A.Yusupov, A.G. Gulyamov, M. U. Khazhiev, D. Sh. Saidov, N. B. Adilov. J Eng Phys Thermophys., 93, 1036–1041 (2020). https://doi.org/10.1007/s10891-020-02205-5Muthu B. J. Wijesundara. Silicon Carbide Microsystems for Harsh Environments, Springer Science+Business Media, LLC (2011), https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7121-0Muthu B.J. Wijesundara. Silicon Carbide Microsystems for Harsh Environments. Springer Science+Business Media, LLC 2011. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7121-0I. G. Atabaev, Kh. N. Juraev, V. A. Pak. Adv. Cond. Matter Phys., 2017 (2017) 7820676, https://doi.org/10.1155/2017/7820676I.G. Atabaev, Kh.N. Juraev, V.A. Pak. Adv. Condens. Matter Phys., 2017, 7820676 (2017). https://doi.org/10.1155/2017/7820676K. Maeda, K. Suzuki, M. Ichihara. Microsc. Microanal. Microstruct., 4 (1993) 211, https://doi.org/10.1051/mmm:0199300402-3021100K. Maeda, K. Suzuki, and M. Ichihara. Microsc. Microanal. Microstruct., 4, 211 (1993). https://doi.org/10.1051/mmm:0199300402-3021100N. Thierry-Jebali, C. Kawahara, T. Miyazawa, H. Tsuchida, T. Kimoto. AIP Adv., 5 (2015) 037121, https://doi.org/10.1063/1.4915128N. Thierry-Jebali, C. Kawahara, T. Miyazawa, H. Tsuchida, and T. Kimoto, AIP Adv., 5, 037121 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4915128C. Hallin, A. O. Konstantinov, B. Pécz, O. Kordina, E. Janzén. Diamond Rel. Mater., 6 (1997) 1297, https://doi.org/10.1016/S0925-9635(97)00083-6C. Hallin, A.O. Konstantinov, B. Pécz, O. Kordina, E. Janzén. Diamond Relat. Mater., 6, 1297 (1997). https://doi.org/10.1016/S0925-9635(97)00083-6S. I. Maximenko, J. A. Freitas, Y. N. Picard, P. B. Klein, R. L. Myers-Ward, K. K. Lew, P. G. Muzykov, D. K. Gaskill, C. R. Eddy, T. S. Sudarshan. Mater. Sci. Forum, 645-648 (2010) 211, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.645-648.211S.I. Maximenko, J.A. Freitas, Y.N. Picard, P.B. Klein, R.L. Myers-Ward, K. K. Lew, P.G. Muzykov, D.K. Gaskill, C.R. Eddy, T.S. Sudarshan. Mater. Sci. Forum 645–648, 211 (2010) https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.645-648.211E. B. Yakimov, G. Regula, B. Pichaud. J. Appl. Phys., 114 (2013) 084903, https://doi.org/10.1063/1.4818306E. B. Yakimov, G. Regula, B. Pichaud. J. Appl. Phys., 114, 084903 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4818306A. A. Lebedev, B. Ya. Ber, N. V. Seredova, D. Yu. Kazantsev, V. V. Kozlovski. J. Phys. D: Appl. Phys., 48 (2015) 485106, https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/48/485106A.A. Lebedev, B.Ya. Ber, N.V. Seredova, D.Yu. Kazantsev, V.V. Kozlovski. J. Phys. D: Appl. Phys., 48, 485106 (2015), https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/48/485106H. F. Xiong, X. S. Lu, X. Gao, Y. C. Yan, S. Liu, L. H. Song, D. R. Yang, X. D. Pi. J. Semicond., 45, N 7 (2024) 072502, https://doi.org/10.1088/1674-4926/23090024H.F. Xiong, X.S. Lu, X. Gao, Y.C. Yan, S. Liu, L.H. Song, D.R. Yang, and X.D. Pi. J. Semicond., 45(7), 072502 (2024). https://doi.org/10.1088/1674-4926/23090024A. A. Lebedev, V. V. Kozlovski, M. E. Levinshtein, A. E. Ivanov, K. S. Davydovskaya. Solid-State Electron., 181-182 (2021) 108009, https://doi.org/10.1016/j.sse.2021.108009A.A. Lebedev, V.V. Kozlovski, M.E. Levinshtein, A.E. Ivanov, K.S. Davydovskaya. Solid-State Electron., 181–182, 108009 (2021), https://doi.org/10.1016/j.sse.2021.108009Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. Журн. прикл. спектр., 87, № 6 (2020) 891—896 [Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. J. Appl. Spectr., 87 (2021) 1023—1028], https://doi.org/10.1007/s10812-021-01104-8Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. Журнал прикладной спектроскопии, 87 (6), 891-896 (2020). (Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. J. Appl. Spectrosc., 87, 1023–1028 (2021). https://doi.org/10.1007/s10812-021-01104-8 )I. G. Atabaev, C. C. Tin, B. G. Atabaev, T. M. Saliev, E. N. Bakhranov, N. A. Matchanov, S. L. Lutpullaev, J. Zhang, N. G. Saidkhanova, F. R. Yuzikaeva, I. Nuritdinov, A. K. Islomov, M. Z. Amanov, R., A. Kumta. Mater. Sci. Forum, 600-603 (2009) 457, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.600-603.457I.G. Atabaev, C.C. Tin, B.G. Atabaev, T.M. Saliev, E.N. Bakhranov, N.A. Matchanov, S.L. Lutpullaev, J. Zhang, N.G. Saidkhanova, F.R. Yuzikaeva, I. Nuritdinov, A.K. Islomov, M.Z. Amanov, R., A. Kumta. Mater. Sci. Forum, 600-603, 457 (2009). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.600-603.457Xia Liu, Lianzhen Cao, Hang Song, Hong Jiang. Phys. E: Low-Dim. Syst. Nanostructures, 61 (2014) 167—170, https://doi.org/10.1016/j.physe.2014.03.029Xia Liu, Lianzhen Cao, Hang Song, Hong Jiang. Phys. E: Low-Dimens. Syst. Nanostructures, 61, 167-170 (2014) https://doi.org/10.1016/j.physe.2014.03.029S. El Hageali, H. Guthrey, S. Johnston, J. Soto, B. Odekirk, B. Gorman, M. Al-Jassim. J. Appl. Phys., 131, N 18 (2022) 185705, https://doi.org/10.1063/5.0088313S. El Hageali, H. Guthrey, S. Johnston, J. Soto, B. Odekirk, B. Gorman, M. Al-Jassim. J. Appl. Phys., 131(18), 185705 (2022). https://doi.org/10.1063/5.0088313G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 92 (2008) 221906, https://doi.org/10.1063/1.2937097G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 92, 221906 (2008) https://doi.org/10.1063/1.2937097S. I. Maximenko, J. A. Freitas, P. B. Klein, A. Shrivastava, T. S. Sudarshan. Appl. Phys. Lett., 94, N 9 (2009) 092101, https://doi.org/10.1063/1.3089231S.I. Maximenko, J.A. Freitas, P.B. Klein, A. Shrivastava, T.S. Sudarshan. Appl. Phys. Lett., 94 (9): 092101 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3089231G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 94, N 9 (2009) 091910, https://doi.org/10.1063/1.3095508G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 94 (9): 091910 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3095508A. Meli, A. Muoio, A. Trotta, L. Meda, M. Parisi, F. La Via. Materials, 14 (2021) 976, https://doi.org/10.3390/ma14040976A. Meli, A. Muoio, A. Trotta, L. Meda, M. Parisi, F. La Via. Materials, 14, 976 (2021). https://doi.org/10.3390/ma14040976M. Na, W. Bahng, H. Jung, C. Oh, D. Jang, S.-K. Hong. Appl. Phys. Lett., 124 (2024) 152109, https://doi.org/10.1063/5.0198216M. Na, W. Bahng, H. Jung, C. Oh, D. Jang, S.-K. Hong. Appl. Phys. Lett., 124, 152109 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0198216G. Regula, E. B. Yakimov. Superlattices Microstruct., 99 (2016) 226—230G. Regula, E.B. Yakimov. Superlattices Microstruct., 99, 226-230 (2016).V. I. Orlov, G. Regula, E. B. Yakimov. Acta Mater., 139 (2017) 155—162, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.07.046V.I. Orlov, G. Regula, E.B. Yakimov. Acta Mater., 139, 155-162 (2017), https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.07.046В. И. Oрлов, Б. Б. Якимов. Поверхность, 11, N 2 (2017) 60—63 [V. I. Orlov, E. B. Yakimov. J. Surf. Investig., 11 (2017) 234—237], https://doi.org/10.1134/S1027451016050578V.I. Orlov, E.B. Yakimov. J. Surf. Investig., 11, 234–237 (2017). https://doi.org/10.1134/S1027451016050578E. B. Yakimov, E. E. Yakimov, V. I. Orlov, D. Gogova. Superlattices Microstruct., 120 (2018) 7—14, https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.05.014E.B. Yakimov, E.E. Yakimov, V.I. Orlov, D. Gogova. Superlattices Microstruct., 120, 7-14 (2018), https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.05.014V. I. Orlov, E. E. Yakimov, E. B. Yakimov. Phys. Status Solidi а, 216 (2019) 1900151, https://doi.org/10.1002/pssa.201900151V.I. Orlov, E.E. Yakimov, E.B. Yakimov. Phys. Status Solidi A, 216, 1900151 (2019). https://doi.org/10.1002/pssa.201900151E. E. Yakimov, E. B. Yakimov. J. Alloys Compd., 837 (2020) 155470, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155470E.E. Yakimov, E.B. Yakimov. J. Alloys Compd., 837, 155470 (2020), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155470

The authors declare that there are no conflicts of interest present.