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.
  • W. Kohn, J.M. Luttinger. Phys. Rev. 97, 1721 (1955); 98, 915 (1955)
  • A.F. Kip, C. Kittel, R.A. Levy, A.M. Portis. Phys. Rev. 91, 1066 (1953)
  • П.Г. Баранов, Ю.П. Вещунов, Н.Г. Романов. Письма в ЖЭТФ 32, 3 (1980)
  • G. Feher. Phys. Rev. 114, 1219 (1959)
  • 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
  • D.K. Wilson. Phys. Rev. 134, A265 (1964)
  • G. Feher, J.C. Hensel, E.A. Gere. Phys. Rev. Lett. 5, 309 (1960)
  • H.H. Woodbury, G.W. Ludwig. Phys. Rev. 124, 1083 (1961)
  • А.Г. Зубатов, И.М. Заритский, С.Н. Лукин, Е.Н. Мохов, В.Г. Степанов. ФТТ 27, 322 (1985)
  • J.L. Ivey, R.L. Mieher. Phys. Rev. B 11, 849 (1975)
  • A. v. Duijn-Arnold, J. Mol, R. Verberk, J. Schmidt, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Phys. Rev. B 60, 15 829 (1999)
  • A. v. Duijn-Arnold, R. Zondervan, J. Schmidt, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Phys. Rev. B 64, 085 206 (2001)
  • E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, W.C. Mitchel. Mat. Sci. Forum 433--436, 499 (2003)
  • N.T. Son, J. Isoya, S. Yamasaki, E. Janzen. Book of Abstracts of ECSCRM 2004. CNR Area della Ricerca, Bologna (2004)
  • П.Г. Баранов, А.Н. Ионов, И.В. Ильин, П.С. Копьев, Е.Н. Мохов, В.А. Храмцов. ФТТ 45, 984 (2003)
  • Yu. A. Vodakov, E.N. Mokhov, G. Ramm, A.D. Roenkov. Krist und Techn. 14, 729 (1979)
  • 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)
  • S. Greulich-Weber. Phys. Stat. Sol (a) 162, 95 (1997)
  • C.F. Young, K. Xie, E.H. Poindexter, G.J. Gerardi, D.J. Keeble. Appl. Phys. Lett. 70, 1858 (1997)
  • G. Feher, E.A. Gere. Phys. Rev. 114, 1245 (1959)
  • M.T. Bennenbroek, A. Arnold, O.G. Poluektov, P.G. Baranov, J. Schmidt. Phys. Rev. B 54, 11 276 (1996)
  • 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)
  • H. Overhof, U. Gerstmann. Phys. Rev. B 62, 12 585 (2000)
  • G.D. Watkins, Frank S. Ham. Phys. Rev. B 1, 4071 (1970)
  • Е.Н. Калабухова. В кн.: Радиоспектроскопия конденсированных сред. Киев (2000). Гл. II. С. 157
  • W.V. Smith, P.P. Sorokin, I.L. Gelles, G.J. Lasher. Phys. Rev. 115, 1546 (1959)
  • Keith L. Brower. Phys. Rev. Lett. 44, 1627 (1980)
  • K.Murakami, H. Kuribayashi, K. Masuda. Phys. Rev. B 38, 1589 (1988)
  • R.P. Messmer, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 7, 2568 (1973)
  • G.G. DeLeo, W.B. Fowler, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 29, 3193 (1984)
  • S.T. Pantelides, W.A. Harrison, F. Yndurain. Phys. Rev. B 34, 6038 (1986)
  • 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.