Besugárzással létrehozott ponthiba és ponthibaagglomerátumok, valamint ezek optikai tulajdonságokra gyakorolt hatásának elméleti vizsgálata szilíciumkarbidban = Theoretical investigation of point defects, their agglomerates and their effects on optical properties in irradiated silicon carbide by means of quantum mechanical calculations

Gali, Ádám and Aradi, Bálint (2007) Besugárzással létrehozott ponthiba és ponthibaagglomerátumok, valamint ezek optikai tulajdonságokra gyakorolt hatásának elméleti vizsgálata szilíciumkarbidban = Theoretical investigation of point defects, their agglomerates and their effects on optical properties in irradiated silicon carbide by means of quantum mechanical calculations. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 38357_ZJ1.pdf Download (155kB)

Abstract

Kutatásaimban három fontos atomi folyamatra mutattam rá a besugárzott SiC-ban: az antisite-ok, a vakanciák, valamint a szén-intersticiálisok aggregációja. A számításaim részben egy időben mutatták ki a kísérletekkel együtt ezeket, vagy előre megjósolták. Megmutattam, hogy ezen hibák általában elektromosan aktívak, és korábban már részben észlelték azokat. A divakancia azonosítása PRL-ben jelent meg, illetve szén antisite-vakancia pár azonosítása is ugyanolyan fontos eredmény mind elméleti mind gyakorlati szempontból. A p-típusú adalékok és szén-intersticiálisok komplexumai szintén létrehozhatnak termikusan stabil, parazita hibákat számításaink szerint a besugárzott SiC-ban, amelyet később a kísérletek is megerősítettek. A fentiek mellett a foszfor donor CVD-beli növesztésének megértéséhez, valamint az azonosításához járultam lényegesen hozzá. Tisztáztuk, hogy melyek a SiC/SiO2 határfelületen előforduló legfontosabb hibák, és azok hogyan befolyásolják a SiC elektronszerkezetét. Emellett megvizsgáltuk egy hipotetikus szuperrács elektromos és optikai tulajdonságait, amely ú.n. polaritásváltásos hibákat tartalmaz. Megmutattuk, hogy nm alatti ultravékony 2D elektron- és lyukgázt lehet így létrehozni. Emellett ez egy polarizációs szuperrácsot alkot, ahol az effektív tiltottsáv-szélességet lehet szabályozni. Emiatt különleges nem-lineáris optikai tulajdonságokkal is rendelkezik. Számításaink szerint atomi rétegleválasztás módszerével a fenti szuperrács megvalósítható. | In my studies I pointed out three basic processes at atomistic level in irradiated SiC: aggregation of antisites, vacancies and carbon self-interstitials. This was shown partly simultanuously with the experiments, or those have been predicted by my calculations. I found that these defects are usually electrically active, and some of them have been already detected. The identification of divacancy was published in PRL, while the identification of carbon antisite-vacancy pair is also very important result from both theoretical and technological point of view. Our calculations indicated that the complex of p-type dopants and carbon interstitials can also form thermally stable, parasite defects in irradiated SiC, that has been confirmed later in the experiments. Beside that our calculation significantly contributed to the understanding of doping of phosphorous in CVD chamber as well as in its identifiation. We found the most important defects at the interface of SiC/SiO2 and how those affected the electronic structure of SiC. In addition, we have investigated the electrical and optical properties of an hypothetical superlattice that contains so-called polarity-change defects. We showed that 2D electron and hole gases are formed under nm thickness. This forms also a polarization superlattice, in that the effective band gap can be controlled. It possesses peculiar non-linear optical properties. Our calculations showed that this superlattice can be grown by atomic layer epitaxy.

Actions (login required)

Edit Item