Оптические характеристики собственных дефектов 4H-SiC, облученного 10-МэВ электронами с последующим отжигом

Для исследования дефектов кристаллов 4H-SiC использована низкотемпературная фотолюминесценция после облучения высокоэнергетическими электронами. Изучены характеристики отжига и зависимость температуры детектирования от доз облучения. Результаты показывают, что в облученном электронами кристалле 4H-SiC доминирует эмиссия, связанная с дефектами углеродная антиструктура—вакансия (V_CC_Si)⁺. С повышением температуры детектирования излучение уменьшается и сдвигается в красную область, а полная ширина на полувысоте увеличивается, что связано с повышением концентрации носителей в результате термической активации при высокой температуре. Интенсивность излучения максимальна при Дозе облучения 7.9 × 10¹⁸ эл/см², затем она уменьшается. Это свидетельствует о повреждении решетки, вызванном длительным высокоэнергетическим облучением, что уменьшает интенсивность радиационного дефекта в спектре.

1. Y. Zhou, H. Hyuga, D. Kusano, Y. Yoshizawa, T. Ohji, K. Hirao, J. Asian Ceram. Soc., 3, 221-229 (2015).

2. Z. Huang, X. Zhang, T. Wang, G. Liu, H. Shao, Y. Wan, G. Qiao, Surf. Coat. Technol., 335, 198-204 (2018).

3. A. Gali, J. Mater. Res., 27, 897-909 (2012).

4. W. F. Koehl, B. B. Buckley, F. J. Heremans, G. Calusine, D. D. Awschalow, Nature, 479, 84-87 (2011).

5. A. Ellison, B. Magnusson, N. T. Son, L. Storasta, E. Janzen,Mater. Sci. Forum, 433-436, 33-38 (2003).

6. St. G. Muller, M. F. Brady, W. H. Brixius, R. C. Glass, H. Mc D. Hobgood, J. R. Jenny, R. T. Leonard, D. P. Malta, A. R. Powell, V. F. Tsvetkov, S. T. Allen, J. W. Palmour, C. H. Carter, Jr., Mater. Sci. Forum, 433-436, 39-44 (2003).

7. J. W. Steeds, F. Carosella, A. G. Evans, M. M. Ismail, L. R. Danks, W. Voegeli, Mater. Sci. Forum, 353-356, 381-384 (2001).

8. N. T. Son, P. N. Hai, E. Janzen, Phys. Rev. B, 63, 201201(R) (2011).

9. A. Mattausch, M. Bockstedte, O. Pankratov, J. W. Steeds, S. Furkert, J. M. Hayes, W. Sullivan, N. G. Wright, Phys. Rev. B, 73, 161201(R) (2006)

10. S. Nakashima, H. Harima, Phys. Status Solidi (a), 162, 39-64 (1997).

11. J. Steeds, K. Wang, Z. Li, Diamond Relat. Mater., 23, 154-156 (2012).

12. H. Wang, F. D. Medina, D. D. Liu, Y. Zhous, J. Phys.: Condens. Matter, 6, 5373-5386 (1994).

13. J. Garcia Sole, L. E. Bausa, D. Jaque, An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, Wiley, New York (2005).

14. M. Marco, M. Marianna, C. R. Pier, A. Alberto, J. Phys.: Condens. Matter, 24 135401 (2012).

15. R. C. Powell, Physics of Solid State Laser Materials, Springer Verlag, New York (1998).

16. J. W. Steeds, W. Sullivan, S. A. Furkert, G. A. Evans, Phys. Rev. B, 77, 195203 (2008).

17. J. W. Steeds, Phys. Rev. B, 80, 245202 (2009).

18. S. Castelletto, B. C. Johnson, V. Ivady, N. Stavrias, T. Umeda, A. Gali, T. Ohshima, Nature Mater., 13, 151-156 (2014).

19. H. Iuni, H. Mori, H. Fujita, Philos. Mag. B, 61, 107-124 (1990).

20. M. V. B. Pinheiro, E. Rauls, U. Gerstman, S. Greulich-Weber, H. Overhof, J.-M. Spacth, Phys. Rev. B, 70, 245204 (2004).