Профиль » Публикация

Поделиться публикацией:

Опубликовано 2005-00-00 ОрганизацияФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, 194021 Санкт-Петербург, Россия * НТЦ&nbsp;--- центротех, 198096 Санкт-Петербург, Россия E-mail: ivan.lyin@mail.ioffe.ru ЖурналЖурнал "Физика Твердого Тела"

Зондирование волновой функции мелких доноров иакцепторов вкарбиде кремния икремнии путем исследования кристаллов сизмененным изотопным составом методом электронного парамагнитного резонанса

Баранов П.Г., Бер Б.Я., Годисов О.Н., Ильин И.В., Ионов А.Н., Мохов Е.Н., Музафарова М.В., Калитеевский А.К., Калитеевский М.А., Копьев П.С.

Баранов П.Г., Бер Б.Я., Годисов О.Н., Ильин И.В., Ионов А.Н., Мохов Е.Н., Музафарова М.В., Калитеевский А.К., Калитеевский М.А., Копьев П.С. Зондирование волновой функции мелких доноров иакцепторов вкарбиде кремния икремнии путем исследования кристаллов сизмененным изотопным составом методом электронного парамагнитного резонанса // ФТТ, 2005, том 47, выпуск 12, Стр. 2127

Аннотация Изучено пространственное распределение волновых функций неспаренных электронов мелких доноров N в кристаллах SiC и мелких доноров P и As в кристаллах кремния путем исследования соответствующих кристаллов с измененным содержанием изотопов 29Si и 13C, имеющих ядерный магнитный момент. На основании настоящих данных ЭПР и ранее опубликованных исследований ДЭЯР показано, что распределение донорного электрона в SiC существенно зависит от политипа и кристаллического положения: в 4H-SiC неспаренный электрон распределен главным образом на s- и p-орбиталях Si, тогда как в 6H-SiC электрон преимущественно локализован на s-орбиталях C. При этом имеется существенное отличие в распределении электрона для донора N в гексагональной позиции, характеризующейся мелким уровнем, близким к уровню, полученному для этого материала в приближении теории эффективной массы, и для донора, занимающего квазикубическую позицию. В спектре ЭПР N в квазикубических позициях зарегистрирована сверхтонкая структура от сравнительно сильного вазимодействия с двумя первыми координационными сферами Si и C, которые однозначно идентифицированы. Вблизи N, занимающего квазикубическое положение, приближение теории эффективной массы нарушается, структура донора и распределение донорного электрона становятся низкосимметричными. В кремнии уменьшение содержания изотопа 29Si привело к существенному сужению линий ЭПР мелких доноров P и As и увеличению интенсивности сигналов ЭПР, а также к сильному удлинению времени спин-решеточной релаксации T1. В результате появилась возможность изучать эти спектры селективно, оптически возбуждая определенную область кристалла для уменьшения T1 и предотвращая насыщение сигнала ЭПР только в освещенных областях материала. Последнее обстоятельство может быть полезно при разработке материалов для квантовых компьютеров на основе доноров в кремнии и SiC. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (гранты N 02-02-17605, 03-02-17645, 04-02-17632); программой РАН \glqq Спин-зависимые эффекты в твердом теле и спинтроника\grqq, МНТЦ-проектом N 2630.