Vol. 47 (2011), Issue 1, p. 5-7

ELECTRICAL PRECISION TREATMENT OF MATERIALS

Формирование наноразмерных кластеров атомов гадолиния в кремнии

Илиев Х.М., Сапарниязова З.М., Исмайлов К.А., Маджитов М.Х.

Abstract

УДК 621.315.592

 

Разработана технология поэтапной низкотемпературной диффузии гадолиния в кремний, позволяющая создать нанокластеры примесных атомов с существенным магнитным моментом, распределенных по всему объему материала. Показано, что в отличие от образцов, полученных высокотемпературным диффузионным легированием, в образцах, выполненных по новой технологии, отсутствуют эрозия поверхности, образование сплавов и силицидов в приповерхностной области. Нанокластеры примесных атомов гадолиния в объеме кристаллической решетки кремния исследованы при помощи инфракрасного микроскопа МИК-5. Установлено, что при поэтапной низкотемпературной диффузии температура и время диффузии влияют не только на глубину проникновения примеси, но и на размеры формирующихся кластеров, а также могут стать причиной их неформирования. Исследование влияния низкотемпературных обработок на размеры и распределение кластеров показало, что при отжиге в интервале температур 500-700 °С наблюдается упорядочение кластеров примесных атомов гадолиния. Дальнейшее повышение температуры отжига приводит к разрушению кластеров гадолиния в объеме кремния.

 

The technology of step-by-step low-temperature diffusion of gadolinium in silicon, which allows to create nanoclusters of impurity atoms with significant magnetic moments distributed throughout the volume of material has been developed. It is shown that in contrast to the samples obtained by high temperature doping the samples obtained by the new technology do not have surface erosion, formation of allows and silicides of the surface region. Nanoclusters of impurity atoms of gadolinium in the volume of the crystal latticeof silicon were studied using an infrared microscope MIC-5. It was determined that during the step-by-step low-temperature diffusion process the temperature and diffusion time affect not only the depth of penetration of impurities, but also on the dimensions of the emerging clusters, and may cause them not to form. Studies of the effect of low-temperature treatments on the size and distribution of the clusters showed that at annealing in the temperature range 500-700 °C the ordering of clusters of impurity atoms of gadolinium. Was observed further increase of annealing temperature leads to the destruction of gadolinium impurity clusters in the silicon bulk.

 

Download full-text PDF. 981 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.