Дефект вакансия–примесь с пространственно разделенными компонентами в кремнии, облученном электронами

А. В. Двуреченский, А. А. Каранович, Б. П. Кашников


Аннотация: Методом ЭПР исследовался кремний $n$-типа с повышенным уровнем легирования (до ${2\cdot 10^{18}\,\text{см}^{-3}}$), облученный большими дозами электронов с энергией 1 МэВ. Установлено, что доминирующим в таких материалах является спектр G16. Обнаружена суперсверхтонкая структура (CСTС) спектра, соответствующая сверхтонкому взаимодействию (СТВ) парамагнитного электрона с ядрами изотопа кремния $^{29}$Si, расположенными в четырех оболочках. С помощью численной обработки спектра определены интенсивности линий ССТС и количество эквивалентных узлов в соответствующих оболочках: три узла в первой оболочке, один — во второй, два — в третьей и пять-шесть — в четвертой оболочках.
Исследование изменения спектра G16 при одноосном сжатии в области температур ${150\div500}$ K позволило выявить наличие двух энергий активации (${E^{1}_{A}\approx0.25}$, ${E^{2}_{A}\approx1.4}$ эВ), характеризующих процесс, переориентации дефекта.
На основании полученных данных предлагается модель центра G16. Это комплекс вакансия–примесь (В$-$П), в котором вакансия локализована во второй координационной сфере относительно атома примеси. Обсуждается возможный механизм, приводящий к пространственной разделенности компонент в дефектах В$-$П. Предполагается, что примесным атомом, входящим в центр G16, является углерод.