Читайте также:
|
Прості радіаційні пошкодження в твердому тілі виникають при взаємодії високоенергетичних частинок з атомами речовини, коли атомам передається енергія більша порогової енергії утворення точкових дефектів. В роботах Зейтца Кона і Бауерляйна запропоновані якісні моделі для оцінки величини порогової енергії зміщення Еd. Для більшості напівпровідників обидва методи дають завищені значення цього параметра. Експериментальне значення Ed знаходиться в межах 5-80 еВ і залежить від маси зміщеного атома та типу зв’язку в кристалі [1-3].
Кожний вибитий атом бере участь в наступних вторинних зіткненнях, результатом яких може бути утворення вакансій. Зміщені зі своїх рівноважних положень в гратці атоми гальмуються в проміжних, нерівноважних положеннях, утворюючи при цьому інший тип точкових дефектів - міжвузлові атоми. Можливість існування останніх, зрозуміло, обумовлена відсутністю негайної рекомбінації із ближньою вакансією. Енергію утворення вакансії Еd можна грубо оцінити використовуючи модель міжатомних зв’язків. Згідно цієї моделі, для видалення атома витрачається робота рівна
Еd=Ls,
де Ls - прихована теплота випаровування, що приходиться на 1 атом, і для твердих тіл звичайно складає декілька еВ.
Енергію утворення міжвузлового атому Еd автори [4] знаходили вважаючи, що атом переміщується з поверхні в один з міжвузлових станів ґратки. Але на відміну від процесу виникнення вакансії для цього випадку існує декілька конфігурацій з наближеною енергією утворення. Найбільш ймовірні три типи міжвузлових дефектів (рис.1). Перший з них називають гантельною конфігурацією, де лишній атом разміщений разом з іншим атомом, причому вісь пари лежить вздовж напрямку <100>. Для другого типу характерне розміщення міжвузлового атому в центрі елементарної комірки. Третя конфігурація, яка мало впливає на сусідні ряди, називається краудіоном, і характеризується релаксацією на великих відстанях вздовж ряду <110>.
Обчислення показують, що порівняно з краудіоном перші два види мають найменшу енергію утворення. Визначаючи Еd, Джонсон [5] показав, що гантельна конфігурація є стабільною і для утворення міжвузлового атома в центрі елементарної комірки необхідно 0,084 еВ. При опроміненні можуть виникати вакансії та міжвузлові атоми у взаємозв’язаному стані.Часто таку пару вакансія - міжвузловий атом вважають єдиним дефектом, який зберігав здатність її членів до анігіляції.
В простих зіткненнях первинно вибиті атоми можуть створювати каскади вторинних зміщень, що приводить до виникнення в кристалі складних порушень структури.
Тип радіаційних пошкоджень залежить від будови і хімічного складу опромінюваного кристалу. В елементарних напівпровідниках (Ge, Sі та інші) можуть утворюватися прості дефекти двох типів: вакансія та міжвузловий атом. У напівпровідниках із складнішою кристалічною структурою (А2В6, А3В5, А2В 
та ін).
В роботі Крегера [6] всі види дефектів в бінарних з'єднаннях розділяються на три симетричні і три несиметричні типи.
До симетричних відносяться:
1) дефекти по Шоткі (вакансійні) – VA і VB;
2) міжвузлові розупорядкування – атоми А і В
в міжвузловому положенні - Аi і Вi;
3) антиструктурні розупорядкування – атоми А
в вузлах атомів В та навпаки – АB і ВA.
До несиметричних відносяться:
1) розупорядкування по Френкелю VA + Аi
-вакансія та міжвузловий атом VB + Вi;
2) вакансійно-антиструктурне VA+АB
розупорядкування (V-A) VB +ВA;
3) антиструктурно-міжвузлове АB+Вi
розупорядкування (І-А) ВA+Аi;
З’ясування природи та умов виникнення різноманітних дефектів структури, насамперед, вимагає розгляду впливу різних видів радіаційного опромінення на напівпровідникові матеріали.
| Рис.1.Типи міжвузлових дефектів: а)гантельна конфігурація б)атом в центрі елементарної комірки в)краудіон. |
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 156 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |