Effect of electron irradiation on the optical properties of nanocrystalline SiC films on single crystal Al2O3 substrates

Abstract

Одíèм èз ïåðâîîчåðåдíыõ òðåбîâàíèé ê ïåð-ñïåêòèâíым ýëåêòðîííым ïðèбîðàм ÿâëÿåòñÿ ïî-âышåíèå èõ ñòîéêîñòè ê èíòåíñèâíым ðàдèàцè-îííым âîздåéñòâèÿм. В ñâÿзè ñ ýòèм, âíèмàíèå ðàзðàбîòчèêîâ îбðàщåíî ê íàíîêðèñòàëëèчåñêèм ïîëóïðîâîдíèêîâым мàòåðèàëàм, îбëàдàющèм èñêëючèòåëьíî âыñîêèмè ïîðîãàмè ðàдèàцèîí-íыõ дåãðàдàцèè è àмîðфèзàцèè ïî ñðàâíåíèю ñ мîíîêðèñòàëëàмè [1][2][3]. Эòî îбóñëîâëåíî âы-ñîêîé êîíцåíòðàцèåé èíòåðфåéñíыõ îбëàñòåé â âèдå ãðàíèц íàíîêðèñòàëëîâ, êîòîðыå мîãóò âы-ñòóïàòь â êàчåñòâå ïîãëîòèòåëåé òîчåчíыõ дåфåê-òîâ è îбåñïåчèâàòь óñêîðåíèå èõ ðåêîмбèíàцèè [4, 5]. Мàòåðèàëы íà îñíîâå íàíîêðèñòàëëèчå-ñêîãî êàðбèдà êðåмíèÿ nc-SiC ïðèâëåêàюò îñî-бîå âíèмàíèå â ñâÿзè ñ êîмïëåêñîм óíèêàëьíыõ ñâîéñòâ SiC, òàêèõ êàê âыñîêèå зíàчåíèÿ ïîðî-ãîâîé ýíåðãèè дåфåêòîîбðàзîâàíèè (25-35 ýВ) [6, 7], âыñîêîòåмïåðàòóðíàÿ ñòàбèëьíîñòь, õè-мèчåñêàÿ èíåðòíîñòь è îòëèчíыå мåõàíèчåñêèå ñâîéñòâà [8,9]. Êðîмå фóíдàмåíòàëьíыõ ñâîéñòâ ñëîè nc-SiC, ïîëóчåííыå ïðÿмым èîííым îñàж-дåíèåм [10], îбëàдàюò ðÿдîм ñâîéñòâ, ñâÿзàí-íыõ ñ òàêèмè êâàíòîâымè ýффåêòàмè â íàíî-êðèñòàëëàõ, êàê àíîмàëьíî âыñîêàÿ íåëèíåé-íî îïòèчåñêàÿ âîñïðèèмчèâîñòь [11, 12] íèêè, êâàíòîâîé ýëåêòðîíèêè â óñëîâèÿõ âíåш-íèõ жåñòêèõ âîздåéñòâèé.Иññëåдîâàíèÿ âëèÿíèÿ îбëóчåíèÿ ïëåíîê nc-SiC âыñîêîýíåðãåòèчåñêèмè (10 МýВ) ýëåê-òðîíàмè, âыïîëíåííыå ðàíåå â [15], ïîêàзàëè âыñîêóю ðàдèàцèîííóю ñòîéêîñòь мàòåðèàëà è íåмîíîòîííóю зàâèñèмîñòь ñâîéñòâ îò фëюåíñà îбëóчåíèÿ. Пðè ýòîм быëî óñòàíîâëåíî, чòî бî-ëåå ñëàбым зâåíîм â ðàдèàцèîííîé ñòàбèëьíî-ñòè îïòèчåñêèõ ñâîéñòâ ñèñòåмы «nc-SiC-ïëåíêà + ïîдëîжêà Al 2 O 3 » ÿâëÿåòñÿ ïîдëîжêà: íåñмî-òðÿ íà òî, чòî мîíîêðèñòàëë Al 2 O 3 ÿâëÿåòñÿ îд-íèм èз íàèбîëåå ðàдèàцèîííî ñòîéêèõ êðèñòàë-ëèчåñêèõ мàòåðèàëîâ, ñàïфèðîâàÿ ïîдëîжêà ïðîÿâèëà бîëåå âыñîêóю зàâèñèмîñòь èзмåíåíèÿ îïòèчåñêîé ïëîòíîñòè îò фëюåíñà îбëóчåíèÿ ïî ñðàâíåíèю ñ nc-SiC ïëåíêàмè. Пîýòîмó â íàñòî-ÿщåé ðàбîòå бîëåå дåòàëьíî èññëåдîâàíî âëèÿ-íèå âыñîêîýíåðãåòèчåñêîãî (10 МýВ) ýëåêòðîí-íîãî îбëóчåíèÿ è âîññòàíàâëèâàющåãî îòжèãà íà îïòèчåñêèå ñâîéñòâà ñèñòåмы, ñîñòîÿщåé èз ïëåíêè nc-SiC ïðîèзâîëьíîãî ðîмбîýдðèчåñêî-ãî ïîëèòèïà è ïîдëîжêè Al 2 O 3 .Экспериментальные образцы и методика измерений Пðîâîдèëîñь îбëóчåíèå ýëåêòðîíàмè ñ ýíåð-ãèåé 10 МýВ íàíîêðèñòàëëèчåñêèõ ïëåíîê êàð-бèдà êðåмíèÿ òîëщèíîé 1,2 мêм, îñàждåííыõ íà ïîдëîжêè èз ñàïфèðà мåòîдîм ïðÿмîãî èîííî-ãî îñàждåíèÿ [10]. В èññëåдóåмыõ ïëåíêàõ ñî-