v. relevanssi vedyn epäpuhtauksille
Muonion tulokset antavat erinomaisen kvalitatiivisen kuvan eristettyjen vedyn vikakeskusten käyttäytymisestä puolijohteissa, varsinkin kun otetaan huomioon, että on olemassa vain muutamia kokeellisia mittauksia, jotka tutkivat suoraan analogisia vetytiloja. Rakenteen ja erilaisten dynaamisten parametrien vertailu piin hbc0: n ja mubc0: n välillä antaa tällä hetkellä ainoan päällekkäisyyden mitatuissa energiaparametreissa. Nämä arvot ovat kohtuullisen yksimielisiä, ja eri mittausten väliset erot Mu: ssa tai H: ssa ovat suunnilleen samaa suuruusluokkaa kuin ero näiden kahden keskiarvon välillä. Kollegani ja olen tehnyt yksityiskohtaisia vertailuja käytettävissä H ja Mu kokeelliset tulokset (Kreitzman et al., 1995; Lichti et al., 1995) ja päättelevät, että muoniumtuloksia olisi pidettävä hyvänä kvantitatiivisena estimaattina vedylle ainakin suhteessa siirtymiin, jotka involveHBC0.
alueiden välisten liikkeiden esteiden tulisi olla jonkin verran korkeampia h: lle kuin Mu: lle, koska muoniumilla on suurempi nollapiste-Energia, kun taas puhtaasti elektronien energioiden oletetaan olevan hyvin samanlaisia. Esimerkkinä, saamme 0.40 eV e-capture siirtyminen fromMuBC + toMuT0 alkamisesta muonium maksu sykliä huoneenlämmössä, kun taas samanlainen siirtyminen voidaan päätellä hehkutus käyttäytymistä DLTS (Bech Neilsen et al., 1994) ja EPR (Gorelkinski ja Nevinnyi, 1992) signaalit hbc0: stä, joille saatiin 0,44 ja 0,48 eV: n esteet. Nämä arvot tuottavat kohtuullisen yksimielisyyden, kun odotetut erot otetaan huomioon, varsinkin kun otetaan huomioon lähes 8 suuruusluokan ero mittausmenetelmien tehokkaissa aikaskaaloissa. Dlts mittaukset antavat energiaa 0,16 eV liittyy theHBC0 toHBC + siirtyminen (Holm et al., 1991). Kun korjattu Sähkökentän vaikutuksia, tämä tuottaa ionisaatioenergia hieman yli 0.18 eV, hieman alle nykyinen paras arvo noin 0.20 eV ionisaatio ofMuBC0 mutta sisällä tuloksia eri µSR tekniikoita, joita on sovellettu tähän ongelmaan.
voidaan verrata myös kolmatta energiaa. N-tyypin näytteiden muonioaineisto tunnistaa vastuullisen siirtymän e-sieppaukseksi byMuBC0, joka johtaa aMuT-lopulliseen tilaan. Kokomallia käyttäen saadaan 0,32 eV: n este. Vastaava energia, joka liittyy toisen elektronin sieppaamiseen vetyvastikkeessa, antaa 0,29 ja 0,30 eV 1h: lle ja 2H: lle vastaavasti dlts: n hehkutuskäyristä (Holm et al., 1991). On vielä jonkin verran epävarmuutta siitä, liittyykö vetytulos suoraan e-sieppausprosessiin vai toiseen vaiheeseen, joka liittyy tuloksena olevan Keskuksen siirtymiseen. Tähän siirtymiseen liittyvät muonium-tiedot osoittavat mubc0: n depolarisaation vaikutuksia, jotka hankaloittavat fits: iä, jolloin energia-arvo on hieman epävarmempi. Näin ollen, vaikka nämä energiat on vastakkaisesti järjestetty siitä, mitä on odotettavissa yksinkertaisten perustelujen perusteella, sopimus on varmasti tyydyttävä ottaen huomioon sekä H-että Mu-tietojen analysointiin ja tulkintaan liittyvät vaikeudet. Paljon tärkeämpää kuin dynaamisten parametrien yksityiskohtainen vertailu, kahden BC-epäpuhtauden peruskäyttäytyminen näyttää olevan täysin yhdenmukaisia keskenään, kun kokeellinen tieto on päällekkäistä. Tämä Perussopimus on vahva peruste sille, että muonionitutkimuksista saatujen lisätulosten suuren määrän pitäisi johtaa eristettyyn vetykäyttäytymiseen samalla puolikvantitatiivisella tavalla.
korkean lämpötilan muoniodatan vaikutukset vedyn diffusoivaan liikkeeseen ovat huomattavat, eikä niitä ole täysin ymmärretty aiemmin. Sykliset varaustilan siirtymät, jotka hallitsevat Mu-dynamiikkaa korkeissa lämpötiloissa lähes jokaisessa puolijohteessa, jossa on pieni tai väli-Kaistavahti, tapahtunevat myös vedylle. Nämä siirtymät ovat nopeita mikrosekunnin aikajänteellä, ja ne on sisällytettävä kaikkiin eristettyihin vetyepäpuhtauksiin liittyvien dynaamisten ominaisuuksien malleihin. Muoniumtulokset viittaavat syklisiin siirtymiin erittäin mobileMuT0-tilaan, joka on metastabiili piissä. Mu: n tapauksessa tämä keskus on monia suuruusluokkia liikkuvampi kuin mikään muu tila ja voi näin ollen hallita diffusoivaa liikettä silloinkin, kun se ei ole odotettu tila lämpötasapainossa. Muonion tulokset korostavat hyvin dramaattisella tavalla sitä, että terminen tasapaino ei ole staattinen tilanne varsinkaan korkeissa lämpötiloissa.
on olemassa ainakin kaksi tärkeää tulosta, jotka liittyvät suoraan vedyn diffuusiomalleihin. Ensimmäinen on piissä nopeasti hajoavan tilan todennäköinen tunnistaminen, nimittäin metastabiili H0-laji, joka voi helposti hypätä tetraedristen risteymien joukkoon suoraan analogisen toMuT0-liikkeen kanssa. Alhaisen lämpötilan kvanttitunnelointikäyttäytymisen, joka on tärkeä forMuT0, pitäisi olla vähemmän merkityksellinen vedyn tapauksessa; kuitenkin yli 100 K: n liikkeiden pitäisi olla hyvin samanlaisia jonkin verran esteen korkeutta säädettäessä. Suuri osa vedyn diffuusiodatasta, joka on saatu vuosien mittaan, edellyttää nopeasti leviävän Keskuksen keskeytynyttä liikettä, joka yleisesti tulkitaan ansoittamiseksi ja toisen epäpuhtauden purkamiseksi. Muoniokokeet varmasti tunnistavat hyvän ehdokkaan nopeasti leviäville lajeille t-sivuston neutraalissa keskuksessa.
muonin varaussyklin tulokset ovat selvästi merkityksellisiä vedyn liikkeen kannalta ja viittaavat siihen, että diffuusio voi tapahtua toistuvasti keskeytyneenä liikkeenä jopa ilman h-epäpuhtauskompleksin muodostumista ja dissosiaatiota, vaikka ei ole epäilystäkään siitä, että tällaisilla komplekseilla on hallitseva rooli. Erityisesti si -, Ge− ja GaAs-mittausten perusteella, joissa näiden varaussyklien siirtymien yksityiskohdat on saatu, voidaan päätellä, että varattujen lajien diffuusiota voivat hyvinkin hallita varaustilan siirtymät liikkuvaan H0-keskukseen eikä itse h+ – tai H-keskusten liike. Tätä tulosta olisi sovellettava irtomateriaalin vetyliikkeeseen, mutta sillä voi olla vähemmän välitöntä merkitystä sähkökenttien vaikutuksesta ehtyvillä alueilla suoritettaviin mittauksiin, koska varauskantajien esiintyminen on ratkaisevaa syklisten varaustilojen siirtymien kannalta. Vedyn diffuusiota koskevia mittauksia tulkittaessa on pidettävä mielessä muoniumtiedot ja niiden esittämät nopeat siirtymät. Mikä tärkeintä, kaikkiin malleihin, jotka perustuvat vain yhteen vetylajiin korkeissa lämpötiloissa, on suhtauduttava hieman skeptisesti. Muonionitulosten siirtyminen vedyksi, jopa hyvin karkealla laadullisella tavalla, merkitsee sitä, että siirtymien erilaisten eristettyjen vetytilojen välillä pitäisi tapahtua erittäin nopeasti useimpien vetyepäpuhtauksien tutkimiseen sovellettavien mittaustekniikoiden aikajänteellä.
yhteenvetona voidaan todeta, että muonin tutkimus on aiemmin antanut paljon tietoa puolijohteiden eristettyjen vedyn vikakeskusten luonteesta. Viimeaikaiset tutkimuksemme eri muoniumkeskusten liikkeen stabiilisuudesta ja dynamiikasta sekä muoniumtilojen välisistä siirtymistä ovat tuottaneet yksityiskohtaisen toimintamallin mu-dynamiikasta piissä. Tähän malliin liittyvää konfiguraatiokoordinaattikaaviota tulisi yleensä soveltaa muihin tetraedrisesti koordinoituihin puolijohteisiin. Käynnissä olevien tutkimusten tarkoituksena on määrittää erityisiä muutoksia tähän kaavioon ja muissa materiaaleissa olevien muoniumsiirtojen dynaamisiin parametreihin. GE: n ja GaAs: n osalta on edistytty merkittävästi, vaikka monet alustavat siirtymäprosessitehtävät on todennettava tutkimalla erilaisia dopingnäytteitä. Muonionitransitiodynamiikan tulokset pätevät laadullisesti analogisiin eristettyihin vetyepäpuhtauksiin; näin nämä kokeet tuottavat tietoa vetytiloista, joita on erittäin vaikea suoraan tutkia. Muonium näyttää erittäin runsaasti erilaisia dynaamisia ominaisuuksia. Sen lisäksi, että se on ilmiselvä sovellus analogina eristettyihin vetyepäpuhtauksiin, tämä järjestelmä tuottaa edelleen kokeellista tietoa vertailtavaksi puolijohteiden epäpuhtauksien dynaamisen käyttäytymisen mallintamisen teoreettisten tekniikoiden tulosten kanssa.