Hall-Effect Study of Disordered Regions in Proton-Irradiated n-Si Crystals

Autor: Manana Beridze, L.S. Chkhartishvili, I.G. Kalandadze, Temur Pagava, Nodar Maisuradze
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Ukrainian Journal of Physics; Vol. 58 No. 8 (2013); 773
Український фізичний журнал; Том 58 № 8 (2013); 773
ISSN: 2071-0194
2071-0186
DOI: 10.15407/ujpe58.08.0773
Popis: The nature and dimensions of disordered regions emerged in n-Si single crystals irradiated with high-energy (25 MeV) protons have been studied by carrying out Hall measurements of their electrophysical parameters. Specimens fabricated with the use of the zone-melting technique and doped with phosphorus to a concentration of 6x10^13 cm^-3 are investigated. Irradiation was carried out at room temperature to exposure doses of (1.8–8.1)x10^12 cm^-2. Depending on the irradiation dose and the temperature of isochronous annealing, some specimens irradiated with high-energy protons revealed a drastic increase of the effective Hall mobility мeff, which is explained by the emergence of “metallic” inclusions in them, i.e. regions with the conductivity considerably higher in comparison with that of the semiconductor matrix. The radius of those regions was estimated to be Rm < 80 nm. An assumption was made that the “metallic” inclusions are nano-sized atomic clusters.
Целью работы является исследование природы и размеров разупорядоченных областей, создаваемых в монокристаллах n-Si облучением высокоэнергетическими (25 МэВ) протонами, посредством холловских измерений электрофизических параметров. Использовались зонноплавленные образцы, легированные фосфором с концентрацией 6x10^13cm^-3. Облучение проводилось при комнатной температуре в интервале доз (1,8–8,1)x10^12cm^-2. В ряде образцов, в зависимости от дозы облучения и температуры изохронного отжига, наблюдалось резкое увеличение эффективной холловской подвижности мeff, что объясняется образованием в образцах при их облучении высокоэнергетическими протонами “металлических” включений, т.е. областей с проводимостью существенно выше по сравнению с проводимостью полупроводниковой матрицы. Радиус подобных областей оценен как Rm < 80 нм. Высказано предположение, что “металлические” включения являются наноразмерными атомными кластерами.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: