Dynamical Recovery of In-Doped 〈123〉 GaAs

Autor: K. Ahlborn, H. Siethoff, H. G. Brion
Rok vydání: 1993
Předmět:
Zdroj: Physica Status Solidi (a). 137:299-307
ISSN: 1521-396X
0031-8965
DOI: 10.1002/pssa.2211370203
Popis: GaAs 〈123〉 single crystals, doped with 5 × 1019 In/cm3, are deformed in compression at different strain rates in the temperature range between 550 and 900 °C. The shape of the resulting stress-strain curves is rather similar to that found for other undoped and doped semiconductors: beyond the yield point, at low temperatures three and at high temperatures five deformation stages are observed. At 900 °C and low strain rates an additional structure emerges in stage I which, probably, is caused by the Portevin-LeChatelier effect appearing at these conditions. The first stage of dynamical recovery (represented by the stress τIII) exhibits a complicated behavior. In the regime occurring at temperatures between 730 and 900 °C, the strain-rate and temperature dependence of τIII, is characterized by a power law and an Arrhenius law, respectively. The resulting parameters, however, are not compatible with a diffusion-controlled climb mechanism; they are rather explained by thermally-activated glide of dislocations past obstacles, as it was formerly done for highly doped Si and Ge. At temperatures between 550 and 660 °C, a different regime with a weaker strain-rate and temperature dependence is observed, the origin of which is not clear at the moment. At 900 °C (and low strain rates), finally, a stress plateau emerges, which is probably caused by the Portevin-LeChatelier effect, but which does not behave as stress plateaus sometimes found in the strain-rate dependence of the lower yield point of heavily doped semiconductors. Einkristalle von 〈123〉 GaAs, die mit 5 × 1019 In/cm3 dotiert sind, werden bei verschiedenen Dehnungs-geschwindigkeiten und Temperaturen zwischen 550 und 900 °C in Kompression verformt. Die resultierenden Verfestigungskurven sind hinsichtlich ihrer Form denen anderer undotierter und dotierter Halbleiter sehr ahnlich: nach der Streckgrenze werden bei tiefen Temperaturen drei und bei hohen Temperaturen funf Verformungsstufen beobachtet. Bei 900 °C und kleinen Dehnungsraten entsteht im Verformungsbereich I eine weitere Struktur, die wahrscheinlich durch den bei diesen Bedingungen auftretenden Portevin-LeChatelier-Effekt hervorgerufen wird. Die erste Stufe der dynamischen Erholung (reprasentiert durch die Spannung τIII) weist ein kompliziertes Verhalten auf. Der bei Temperaturen zwischen 730 und 900 °C auftretende Bereich zeigt eine Abhangigkeit dieser Spannung von Dehnungsrate und Temperatur, die durch ein Potenz- bzw. durch ein Arrheniusgesetz gekennzeichnet ist. Die resultierenden Parameter sind jedoch nicht mit einem diffusionskontrollierten Klettermechanismus vertraglich, sondern werden — wie schon fruher bei hochdotiertem Si und Ge — mit thermisch aktivierter Gleitung von Versetzungen uber Hindernisse erklart. Bei Temperaturen zwischen 550 und 660 °C wird ein Bereich mit einer schwacheren Abhangigkeit von Temperatur und Dehnungsrate beobachtet, dessen Deutung aber noch nicht klar ist. Bei 900 °C (und kleinen Dehnungsraten) bildet sich ein Spannungsplateau heraus, das wahrscheinlich durch den Portevin-LeChatelier-Effekt verursacht wird, das sich aber nicht wie die Spannungsplateaus verhalt, die gelegentlich in der Geschwindigkeitsabhangigkeit der unteren Streckgrenze von hochdotierten Halbleitern auftreten.
Databáze: OpenAIRE
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