Wpływ warunków wygrzewania na strukturę defektowÄ krzemu ...

9.2. Wyniki pomiarów magnetycznych próbek Si:Mn oraz ich korelacja z wynikamibadań strukturalnychPomiarom magnetycznym poddano trzy grupy badanych próbek Si:Mn,wygrzewanych w temperaturach T A = 610, 870, 1070 K, pod ciśnieniem p A = 10 5 Pai w czasie t A = 1 h. Zmierzono krzywe zależności namagnesowania M od przyłożonegozewnętrznego pola H (krzywe M(H)) w temperaturze 5 K. Podczas pomiaru kierunek pola Hbył równoległy do powierzchni próbki, a jego wartość wynosiła od -800 do 800 Oe. Uzyskanewyniki poddano wstępnej obróbce numerycznej, która umożliwiła uzyskanie krzywychmagnetyzacji bez wkładu diamagnetycznego od podłoża krzemowego oraz wkładumagnetycznego pochodzącego od uchwytu, na którym umocowana była próbka. Sygnałmagnetyczny pochodzący od zaimplantowanej warstwy jest relatywnie słaby – rzędu10 -4 -10 -5 emu. Sygnał został znormalizowany do objętości wydzieleń w 1 cm 3 dla danejpróbki, którą wyznaczono na podstawie wartości rozmiarów i koncentracji wydzieleńotrzymanych w rozdziale 7.2. Ponieważ dla próbek Cz-Si implantowanych Mn + do zimnegopodłoża nie udało się wyznaczyć potrzebnych wartości, stąd dla tej grupy próbek wynikimagnetyczne zaprezentowano bez normalizacji i można je analizować wyłącznie jakościowo.Na rysunkach 9.1-9.3 pokazano krzywe M(H) otrzymane w pomiarach próbek,odpowiednio: Cz-Si:Mn (implantacja do zimnego podłoża, T S = 340 K) oraz Cz-Si:Mni Fz-Si:Mn (implantacja do gorącego podłoża, T S = 610 K). Najważniejszym wynikiem jestobserwacja, że próbki wygrzane w temperaturze 610 K nie wykazują własnościferromagnetycznych niezależnie od metody wzrostu kryształu i temperatury, w jakiejprzeprowadzona została implantacja (rys. 9.1-9.3, krzywe (a)). Otrzymana dla tej temperaturykrzywe są typowo paramagnetyczne – zależność namagnesowania M od wartościzewnętrznego pola H jest liniowa.Natomiast w przypadku próbek wygrzewanych w temperaturach wyższych, tj. 870i 1070 K, występują słabe własności ferromagnetyczne. Na krzywych (b) i (c) z rysunków9.1-9.3 przedstawiających zależności M(H) dla próbek Si:Mn wygrzewanychw temperaturach 870 K (krzywe (b)) i 1070 K (krzywe (c)) obserwowana jest histerezamagnetyczna.- 104 -