3.4.1. Parametry sieci wydzieleń Mn 4 Si 7Według bazy danych [55], objętościowy kryształ Mn 4 Si 7 o strukturze tetrago<strong>na</strong>lnej maparametry sieci a = 5,525 Å i c = 17,463 Å. Na podstawie wszystkich dostępnychdyfraktogramów, <strong>na</strong> których faza Mn 4 Si 7 jest widocz<strong>na</strong>, wyz<strong>na</strong>czono średnie pozycje kątowerefleksów 214 i 222 Mn 4 Si 7 , które wyniosły odpowiednio 41,80 ± 0,01° i 47,52 ± 0,02°w skali 2θ. Z tych pozycji obliczono wartości parametrów sieci wydzieleń: a wydz = 5,54 ± 0,01Å i c wydz = 17,62 ± 0,13 Å. Jak widać, oba parametry są niewiele większe od parametrów siecimateriału objętościowego (różnice w wartościach nie mieszczą się w obliczonych błędachpomiarowych), co oz<strong>na</strong>cza, że komórki elementarne wydzieleń mogą mieć zaburzonąstechiometrię, albo też być rozciągnięte w wyniku istnienia <strong>na</strong>no<strong>na</strong>prężeń (oba te czynnikimogą występować jednocześnie).3.4.2. Geometria pomiaru a głębokość wnikania promieni XW rozdziale 3.2 wyjaśniono, że zastosowanie niskiego kąta padania wiązki (ω = 1°)ma za zadanie zwiększenie efektywnej drogi promieniowania wewnątrz warstwyzaimplantowanej, oraz ma zapobiec zbyt głębokiej penetracji promieni rentgenowskichw głąb kryształu. Maksymal<strong>na</strong> koncentracja dla wszystkich omawianych typów próbek Si:Mnz<strong>na</strong>jduje się <strong>na</strong> głębokości wynosi ok. 140 nm (zasięg jonów R p ), <strong>na</strong>tomiast grubość warstwyzagrzebanej wynosi ok. 50 nm. Poniżej wyz<strong>na</strong>czono szacunkową wartość głębokości, z jakiejotrzymujemy mierzalny syg<strong>na</strong>ł wiązki odbitej.Wiązka promieni rentgenowskich padająca prostopadle <strong>na</strong> powierzchnię próbkio grubości x i przechodząca przez nią, doz<strong>na</strong>je osłabienia, które opisuje zależność [53]:−µxI = I0e(3.1)gdzie I 0 jest <strong>na</strong>tężeniem wiązki padającej, <strong>na</strong>tomiast µ jest liniowym współczynnikiemabsorpcji promieniowania X zależnym od rodzaju materiału (stabelaryzowany jest z regułyjako stosunek µ/ρ, gdzie ρ jest gęstością danego materiału) oraz długości fali promieniowaniaλ. W <strong>na</strong>szym przypadku λ = 1,54056 Å, a współczynnik µ ≈ 250 cm -1 dla <strong>krzemu</strong>, któregogęstość ρ wynosi 2,33 g/cm 3 [56].Rozważmy uproszczony przypadek, w którym wiązka pada pod kątem ω<strong>na</strong> powierzchnię próbki, ulega odbiciu od płaszczyzny równoległej do powierzchni,a <strong>na</strong>stępnie pod takim samym kątem ω opuszcza próbkę (przypadek symetryczny). Wtedy- 34 -
całkowita droga, jaką wiązka odbędzie <strong>na</strong> głębokości x wyniesie 2x/sinω (mnożnik 2 wynikaz faktu, że odbita od płaszczyzny wiązka musi odbyć tę samą „drogę powrotną”). Sytuacjęilustruje rysunek 3.15.Rys. 3.15. Ilustracja drogi wiązki <strong>na</strong> grubości x w przypadku symetrycznym.Po przekształceniu wyrażenia (3.1) oraz uwzględniając czynnik 2x/sinω otrzymamywyrażenie <strong>na</strong> głębokość x:sin ω I0x = ln(3.2)2µIJak widać, głębokość x zmniejsza się wraz z kątem padania ω. Przy szczególnym założeniu,że ω = 1°, oraz przyjmując, że po przejściu przez kryształ moż<strong>na</strong> zarejestrować syg<strong>na</strong>ło <strong>na</strong>tężeniu osłabionym tysiąckrotnie (stosunek I 0 /I = 10 3 ), otrzymujemy głębokość x, z jakiejsyg<strong>na</strong>ł jest jeszcze mierzalny. W przybliżeniu jest on równy 0,002 mm.Jest to bardzo ogólne rozważanie, mające <strong>na</strong> celu oszacowanie głębokości, z jakiejrejestrujemy syg<strong>na</strong>ł. Należy pamiętać jed<strong>na</strong>k o tym, że w przypadku używanej przez <strong>na</strong>sgeometrii poślizgowej, przypadek symetryczny jest przypadkiem szczególnym, ponieważw istocie rejestrowane refleksy pochodzą od płaszczyzn nierównoległych do powierzchnipróbki i droga wiązki w krysztale będzie in<strong>na</strong> dla każdego refleksu.3.5. Podsumowanie wyników dyfrakcyjnych badań próbek Si:Mn z zastosowaniemgeometrii poślizgowej i promieniowania synchrotronowegoNa podstawie przeprowadzonych pomiarów dyfrakcyjnych z użyciem geometriipoślizgowej i promieniowania synchrotronowego przea<strong>na</strong>lizowano zależność zmian strukturydefektowej w Si:Mn zarówno od temperatury podłoża podczas procesu implantacji,jak i od warunków poimplantacyjnego <strong>wygrzewania</strong>.Dla każdego z trzech badanych typów próbek wykazano zależność kreacjipolikrystalicznych faz Mn 4 Si 7 oraz/lub Si od temperatury poimplantacyjnego <strong>wygrzewania</strong>,- 35 -
- Page 1: INSTYTUT FIZYKI POLSKIEJ AKADEMII N
- Page 7 and 8: 1. Wprowadzenie do tematyki badań
- Page 10 and 11: zastosowanego w procesie poimplanta
- Page 12 and 13: 2. Preparatyka, obróbka oraz proce
- Page 14 and 15: 0∫R = S(E)dE(2.1)pE0gdzie: S - zd
- Page 16 and 17: ∂cJ = −D(2.2)∂xgdzie: D - wsp
- Page 18 and 19: yć wygięcie bloku krystalicznego,
- Page 20: Stosowany w naszym eksperymencie uk
- Page 24 and 25: natomiast drugi, w pozycji 53,58°,
- Page 26 and 27: i 1270 K pojawiają się dodatkowe
- Page 28 and 29: Rys. 3.8. Dyfraktogramy próbek Cz-
- Page 30 and 31: z odpowiadającymi im krzywymi dla
- Page 32 and 33: Fz-Si:Mn (T S = 610 K), po wygrzani
- Page 36 and 37: zastosowanego ciśnienia hydrostaty
- Page 38 and 39: 4. Badania próbek Si:Mn z zastosow
- Page 40 and 41: to ilość wystarczająca dla uzysk
- Page 42 and 43: 4.2.2. Wpływ temperatury wygrzewan
- Page 44 and 45: Rys. 4.5. Profile głębokościowe
- Page 46 and 47: Rys. 4.7. Profile głębokościowe
- Page 48 and 49: Profile głębokościowe Mn dla pr
- Page 50 and 51: 5. Badanie struktury defektowej Si:
- Page 52 and 53: W praktyce dużo wygodniejsze jest
- Page 54 and 55: Dyfraktometr Philips MRD wyposażon
- Page 56 and 57: zachodzi zjawisko dyfrakcji, można
- Page 58 and 59: dyfrakcyjnej. Pomiar krzywej odbić
- Page 60 and 61: Rys. 5.9. Schemat mapowania węzła
- Page 62 and 63: Występowanie defektów punktowych
- Page 64 and 65: temperatury, a także ciśnienia. R
- Page 66 and 67: Rys. 5.12. Mapy węzła 004 sieci o
- Page 68 and 69: w płaszczyznach {110} dość dobrz
- Page 70 and 71: Rys. 5.15. Mapy węzła 004 sieci o
- Page 72 and 73: Rys. 5.18. Mapy węzła 004 sieci o
- Page 74 and 75: Wykonane symulacje numeryczne map w
- Page 76 and 77: Rys. 6.1. Ogólny schemat budowy tr
- Page 78 and 79: próbkom wygrzewanym w ciśnieniu p
- Page 80 and 81: o wielkości do kilkudziesięciu nm
- Page 82 and 83: (a) (b) (c)Rys. 6.5. Zdjęcia TEM d
- Page 84 and 85:
→ →Π (m, n) - bezwymiarowy czy
- Page 86 and 87:
Zmienna C jest tzw. „siłą” de
- Page 88 and 89:
Wilsona był obecny. Zatem podjęto
- Page 90 and 91:
Obliczone i przedstawione w tabeli
- Page 92 and 93:
propagacji promieniowania rentgenow
- Page 94 and 95:
Si:Mn, pokazano, że dla próbek ni
- Page 96 and 97:
Rys. 8.1. Dyfraktogramy I(2θ/ω) w
- Page 98 and 99:
Rys. 8.4. Dyfraktogramy I(2θ/ω) w
- Page 100 and 101:
Rys. 8.5. Dyfraktogram I(2θ/ω) wo
- Page 102 and 103:
na to, że przyczyną takiego stanu
- Page 104 and 105:
9.2. Wyniki pomiarów magnetycznych
- Page 106 and 107:
Rys. 9.3. Krzywe namagnesowania (zn
- Page 108 and 109:
Rys. 9.4. Krzywe namagnesowania (be
- Page 110 and 111:
wynika, że parametry sieci wydziel
- Page 112 and 113:
emitowanego promieniowania charakte
- Page 114 and 115:
Ważną obserwacją okazało się,
- Page 116 and 117:
którym określono liczbę, rodzaj
- Page 118 and 119:
Badanie rentgenowskiego rozpraszani
- Page 120 and 121:
Literatura[1] T. Dietl, Postępy Fi
- Page 122 and 123:
[38] J. Bak-Misiuk, P. Romanowski,
- Page 124 and 125:
[73] M. A. Krivoglaz, „Theory of
- Page 126 and 127:
[113] M. Klepka, „Wyznaczanie sk
- Page 128 and 129:
10. A. Misiuk, A. Barcz, J. Bąk-Mi
- Page 130:
27. E. Dynowska, J. Bąk-Misiuk, P.