A Positron Lifetime Study of Defects in Neutron-Irradiated Si

Abstract

Positron lifetime measurements in neutron-irradiated Cz silicon crystals have been performed at room temperature after annealing at different temperatures between 100°C and 800°C. Two-component fitting of the positron lifetime spectra was carried out. It is suggested that the short lifetime component is a weighted average lifetime of the positrons in the bulk and those trapped at monovacancy-substitutional oxygen complexes, while the long lifetime component is an average lifetime of the positrons trapped at divacancies or divacancy-substitutional oxygen complexes and those trapped at quadrivacancy-substitutional oxygen complexes. The two-component data are analyzed using an extension of the trapping model to obtain the positron trapping rates at these vacancy-type defects. The annealing of these defects is discussed.

Μελέτη Πλεγματικών Ατελειών Με Την Μέθοδο Της Υπέρυθρης Φασματοσκοπίας Σε Κρυστάλλους Πυριτίου Ακτινοβολημένους Με Νετρόνια

“…Σημειώνουμε οτι λόγω του σχηματισμού διπλεγματικών κενών κατά την διάρκεια της ακτινοβόλησης, μπορούν να παραχθούν και τα κέντρα V20 και V30 σύμφωνα με τις αντιδράσεις V2 + Ο -4 V20 και V2 + VO -4 V3O αντίστοιχα. Ειδικά στο ακτινοβολημένο με νετρόνια πυρίτιο μπορούν να σχηματισθούν και πιο μεγάλα συμπλέγματα [20,22] όπως V202, V302, V402, V3O3 της γενικής δομής V"Om. Στην πράξη, στο ακτινοβολημένο με νετρόνια πυρίτιο ο αριθμός των πολυπλεγματικών κενών, V3, V4, V5 • • • [23,24], αναμένεται να είναι μεγαλύτερος, με συνέπεια η συγκέντρωση των πλεγματικών κέντρων Vn0m να είναι μεγαλύτερη.…”

“…Ενα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του οξυγόνου στο πυρίτιο, ειδικά σε ακτι νοβολημένους κρυστάλλους, είναι ο σχηματισμός συμπλεγμάτων με πλεγμα τικά κενά με αποτέλεσμα την δημιουργία πλεγματικών κέντρων της μορφής Vn0m. Η ύπαρξη αυτών των κέντρων έχει επαληθευτεί από πλήθος πειραμα τικών φασματοσκοπικών τεχνικών και ιδιαίτερα από Electron Paramagnetic Reasonance (EPR) [18], Infrared Spectroscopy (IR) [17] και Positron Anni hilation Studies (PAS) [22].…”

“…Στα αντίστοιχα φάσματα δεν παρατηρήθηκαν πλέον• οι κορυφές 828 και 839cm-1 (ούτε και οι 824 και 833cm-1), γε γονός που δείχνει οτι το οξυγόνο εμπλέκεται στην δομή των αντίστοιχων κέντρων από τα αποία προέρχονται οι παραπάνω κορυφές. Επίσης από απο τελέσματα πειραματικών μετρήσεων PAS [22,96] φαίνεται οτι, δευτερογενή κέντρα που παρατηρούνται πάνω από τους 200°C πρέπει να έχουν σχέση με συμπλέγματα πλεγματικών κενών -ατόμων οξυγόνου. Επιπρόσθετα, το κέντρο V20 λόγω της προτεινόμενης δομής του [20] αναμένεται να δίνει μια συχνότητα απορρόφησης πολύ κοντά σε εκείνη του κέντρου VO.…”

“…Σε αυτή την περιοχή θερμοκρασιών αναμένεται να εμφανίζονται κάποιες κορυφές απορρόφησης που προέρχονται από το κέντρο V302 [22]. Ο υπο λογισμός των συχνοτήτων ταλάντωσης του κέντρου αυτού παρουσιάζεται παρακάτω.…”

“…Κάποια από αυτά, π.χ. V4, αρχίζουν να ανοπτύσονται [22] στην θερμοκρασιακή περιοχή όπου δημιουργείται το κέντρο VO2. Τα πλεγματικά κενά που απελευθερώνοντια από αυτά τα συμπλέγματα παγιδεύονται από το V02 με αποτέλεσμα να παράγεται ένα τροποποιημένο κέντρο [VO2+V] από το οποίο προέρχεται η κορυφή απορρόφησης στα 884cm-1.…”