Spin Rotation of Negative Muons (μ−SR) in Semiconductors

Autor: L. Schimmele, Th. Grund, Robert Scheuermann, Markus Koch, Th Stammler, Rafael Abela, D. Herlach, Karl Maier, M. Hampele, M. Iwanowski, Janos Major, Alfred Seeger
Rok vydání: 1993
Předmět:
Zdroj: Physica Status Solidi (a). 137:381-388
ISSN: 1521-396X
0031-8965
DOI: 10.1002/pssa.2211370210
Popis: μ−S (spin rotation of negative muons) experiments on the elemental semiconductors diamond, silicon, and germanium are reported. The muonic atoms formed by the capture of μ− by host atoms of nuclear charge number Z are electronically equivalent to acceptor atoms of charge number Z — 1. The observations suggest that the γ-recoil accompanying the 2p-1s transition of captured muons leaves the quasi-boron atoms in diamond at their lattice sites, but displaces the quasi-Al (quasi-Ga) atoms in Si (Ge) into interstitial sites. It is concluded that on the time scale of the μ− experiments (10−9 to 10−6 s) the Frenkel pairs formed in Si in this way are unstable above 30 K. This explains why in Si a μ− hyperfine precession frequency has not been observed at room temperature. Die Arbeit befast sich mit μ−S (Spin-Rotation negativer Myonen)-Experimenten an den Elementhalbleitern Diamant, Silizium und Germanium. Die elektronische Struktur der beim Einfang von μ− durch Wirtsatome mit Kernladungszahl Z gebildeten myonischen Atome entspricht der eines Akzeptoratoms der Kernladungszahl Z — 1. Die Ergebnisse deuten darauf hin, das der mit dem 2p-1s Ubergang der eingefangenen Myonen verbundene γ-Ruckstos die quasi-Bor-Atome in Diamant auf Gitterplatzen belast, die quasi-Al-(quasi-Ga)-Atome in Si (Ge) jedoch auf Zwischengitterplatze verlagert. Die Beobachtungen lassen darauf schliesen, das die so in Si gebildeten Frenkelpaare im Zeitfenster der μ−S Experimente (10−9 to 10−6 s) bei Temperaturen uber 30 K instabil sind. Dies erklart das Nichtauftreten einer Hyperfeinprazessionsfrequenz von μ− in Si bei Raumtemperatur.
Databáze: OpenAIRE
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