Wpływ warunków wygrzewania na strukturę defektowÄ krzemu ...

Badanie rentgenowskiego rozpraszania dyfuzyjnego wokół węzła 004 Si dla próbekSi:Mn pozwoliło wyznaczyć rodzaj defektów powstałych w wynikuwysokotemperaturowego wygrzewania. Analiza izokonturów rozpraszania w porównaniuz symulacjami numerycznymi zasugerowała obecność defektów typu pętle dyslokacyjne,których istnienia nie potwierdziły zdjęcia transmisyjnej mikroskopii elektronowej.Dlatego też regularny kształt węzłów sieci odwrotnej otrzymanych dla próbekimplantowanych do gorącego podłoża i wygrzewanych w temperaturach 1070 i 1270 Knależy wiązać z obecnością wydzieleń o rozmiarach powyżej 20 nm i jest on zbliżonydo kształtu rozpraszania dyfuzyjnego, które powstaje w obecności pętli dyslokacyjnych.Z izokonturów map węzłów sieci odwrotnej wywnioskowano także istnieniepoimplantacyjnych naprężeń, których głębokościowy rozkład określono za pomocąsymulacji krzywych dyfrakcyjnych 2θ/ω. Naprężenia te zanikają po wygrzaniu próbekw temperaturze 1070 K w wyniku kreacji większych wydzieleń, niekoherentnychw stosunku do matrycy Si. Żadna z metod badawczych nie wykazała istotnego wpływu wysokiego ciśnieniazastosowanego podczas wygrzewania na zmianę własności strukturalnych badanychmateriałów. Stwierdzono także, że kreacja struktury defektowej, w głównej mierzema miejsce w pierwszej godzinie wygrzewania. Transmisyjna mikroskopia elektronowa umożliwiła zobrazowanie struktury defektowejbadanych próbek Si:Mn, w tym wydzieleń powstałych w wyniku wygrzewania.Potwierdzono, że są to wydzielenia fazy Mn 4 Si 7 . Z kolei analiza nachylenia krzywych I(q)w obszarze rozpraszania dyfuzyjnego pozwoliła na wyznaczenie średnich rozmiarówi koncentracji tych wydzieleń. Zaprezentowane wyniki pokazują, że wielkości wydzieleńsą proporcjonalne do temperatury wygrzewania, natomiast ich koncentracja maleje wrazz temperaturą. Dla próbek Cz-Si implantowanych Mn + do zimnego podłoża, nie udało sięzastosować metody analizy I(q) ze względu na duży rozrzut rozmiarów defektów,do którego prawdopodobnie przyczyniła się kreacja polikrystalicznego Si. Metodata okazała się zawodna także przy rozważaniu próbek wygrzewanych w 1270 K,co ma prawdopodobnie związek z obserwowaną dyfuzją manganu. Pomiary magnetyczne pokazały związek pomiędzy kreacją fazy Mn 4 Si 7a ferromagnetyzmem próbek Si:Mn w niskich temperaturach. Jednocześnie dowiedziono,że istnienie poimplantacyjnych naprężeń układu warstwowego nie stanowi źródłaporządku magnetycznego. Uzyskane wyniki wykazały korelację pomiędzyuporządkowaniem magnetycznym a rozmiarem i koncentracją wydzieleń Mn 4 Si 7 , które- 118 -