Структура и электрические свойства гетероэпитаксиальных пленок InSb после воздействия протонов с энергией 1,5 МэВ
Ключевые слова:
электрические свойства, структура, пленки InSb, облучение протонамиАннотация
Исследуются гетероэпитаксиальные пленки антимонида индия (InSb) на монокристаллических пластинах арсенида галлия (GaAs) толщиной 2,5 –2,7 мкм, полученные методом вакуумного взрывного термического испарения. Они обладают уникальной стойкостью к сверхнизким температурам открытого космоса, определенному уровню радиационного воздействия и применяются в качестве основного элемента при создании различных микроэлектронных устройств. С использованием метода рентгеновской дифрактометрии изучаются изменения структуры и электрических свойств (в том числе в магнитном поле) гетероэпитаксиальных пленок InSb(100) на подложках GaAs(100) после воздействия протонов с энергией 1,5 МэВ и флюенсами 1 ⋅ 1015, 5 ⋅ 1015 и 1 ⋅ 1016 H+ на 1 см2. Определяется, что угловое положение, интегральная интенсивность, расширение пика дифракции от InSb(100), параметр кристаллической решетки, электрические свойства пленок, механические напряжения в них не изменяются при облучении пленок протонами до флюенса 1 ⋅ 1015 H+ на 1 см2. Устанавливается, что при влиянии на пленки протонов с флюенсами 5 ⋅ 1015 и 1 ⋅ 1016 H+ на 1 см2 происходит уменьшение интегральной интенсивности пика дифракции от InSb(100). Произведенные с использованием программы SRIM расчеты атомных радиационных повреждений и концентрации вакансий в пленках InSb(100) при названных выше флюенсах показали их линейный рост и увеличение значений до 10 раз при максимальном флюенсе протонов. Предполагается, что в результате смещения атомов и накопления радиационных точечных дефектов происходит искажение кристаллической решетки InSb и уменьшается интегральная интенсивность пика дифракции. Отмечается, что при этих условиях облучения увеличиваются напряжение Холла и постоянная Холла, а также уменьшаются концентрация носителей заряда, их подвижность и удельная проводимость пленок. Перспективным представляется исследование радиационной стойкости структуры и электрических свойств пленок InSb после влияния протонов с энергией 1,5 МэВ и высокими флюенсами, которые составляют основу радиационного воздействия в космосе.
Библиографические ссылки
- Кулешов АК, Углов ВВ, Русальский ДП, Колесникова ЕА. Электрические свойства гетероэпитаксиальных пленок антимонида индия, облученных протонами с энергией 1,5 МэВ. В: Дудчик ЮИ, редактор. Прикладные проблемы оптики, информатики, радиофизики и физики конденсированного состояния. Материалы VII Международной научно-практической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения академика А. Н. Севченко; 18–19 мая 2023 г.; Минск, Беларусь. Минск: БГУ; 2023. с. 337–339.
- Колесникова EA, Кулешов AК, Русальский ДП, Гуринович ВА. Радиационная стабильность датчиков, изготовленных на основе n-InSb–i-GaAs. В: Углов ВВ, редактор. Взаимодействие излучений с твердым телом. Материалы 14-й Международной конференции, посвященной 100-летию Белорусского государственного университета; 21–24 сентября 2021 г.; Минск, Беларусь. Минск: БГУ; 2021. с. 530–533.
- Dauphin J. Radiation effects in materials. Radiation Physics and Chemistry. 1994;43(1–2):47–56. DOI: 10.1016/0969-806X(94)90201-1.
- Fry RJM. Radiation effects in space. Advances in Space Research. 1986;6(11):261–268. DOI: 10.1016/0273-1177(86)90301-7.
- Uglov VV, Drapezo AP, Kuleshov AK, Rusalsky DP, Kolesnikova EA. Effect of explosive thermal evaporation conditions on the phase composition, crystallite orientation, electrical and magnetic properties of heteroepitaxial InSb films on semi-insulating GaAs(100). High Temperature Material Processes. 2021;25(1):71–80. DOI: 10.1615/HighTempMatProc.2021038260.
- Пинскер З. Рентгеновская кристаллооптика. Москва: Наука; 1982. 392 с.
- Haris M, Veeramani P, Jayavel P, Hayakawa Y, Kanjilal D, Moorthy Babu S. High energy Sn ion implantation induced effects in InSb substrates. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 2006;244(1):179–182. DOI: 10.1016/j.nimb.2005.11.026.
- Мyasnikov АМ, Gerasimenko NN. Ion implantation and thermal annealing of III–V compound semiconducting system: some problems of III–V narrow gap semiconductors. Semiconductors and Semimetals. 1997;46:257–293. DOI: 10.1016/S0080-8784(08)60111-8.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:
- Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).
