Способ генерации дырочных центров окраски в диэлектрике

Способ генерации дырочных центров окраски в диэлектрике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В4626

О Й И-С А Н И И

ИЗОБРЕТЕНИЯ бааз советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву 432797 (22) Заявлено 13.09.76 (21) 2402591/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 1ь (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М,К .

G 01N 23/02

Государственный комитет (53) УДК 543.53 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

К. П. Арефьев, В. П. Арефьев и С, А, Воробьев

Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте им. С. М. Кирова (54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ДЫРОЧНЫХ ЦЕНТРОВ

ОКРАСКИ В ДИЭЛЕКТРИКЕ

Изобретение относится к области экспериментальной и технической физики и может нанти применение при выполнении исследовании в радиационной химии, в ризике твердого тела, а также в радиационнои технологии материалов.

Особенную важность представляет возможность генерации устоичивых чисто дырочных центров для <ризики твердого тела, как позволяющая исследовать исключительно дырочную проводимость и дырочные

10 своиства диэлектриков. J5 практике открываются возможности создания диэлектриков с высоким электрическим сопротивлением и и упрочнение диэлектриков благодаря генерации неравновесной устоичивои концентрации дырочных центров окраски, Известен электрохимический способ генерации дырок в диэлектриках, использующий пропускание тока с пластины катода на острие анода через нагретый диэлектрик, в результате чего из диэлектрика вытягиваются электроны, что приводит к образованию дырок в основной зоне энергий и устойчивых дырочных центров окраски (1).

При известных спосооах радиационного окрашивания, исключая позигронныи, в результате ионизирующих столкновении заряженных частиц с атомами решетки происходит генерация равновесной концентрации свободных электронов и дырок, что приводит к ооразованию как дырочных, так и электронных центров, подтвержденных разрушению с течением времени или при отжиге диэлектрика.

ы звестен оесконтактный способ генерации дырок в диэлектриках люоого типа и состава. данныи способ заключается в следующем: сначала диэлектрик оолучается потоком позитронов, что приводит к созданию изоыточнои концентрации дырок, а затем облученныи диэлектрик подвергается отжигу, что позволяет выделить чисто дырочные устоичивые центры окраски $2J

1-1едостатками известного способа являются большая длительность процессов (несколько суток) и то, что дырочные центры генерируют только в ооласти диэлектрика, ограниченнои длиной пробега позитронов. . целью повышения экспрессности способа при одновременном увеличении полезного объема диэлектрика, последнии предварительно радиационно окрашивают до концентрации 1. -центров не менее 10 см-" . то приводит к ооразованию равновесной концентрации электронных и дырочных центров. 11ри последующем оолучении предварительно окрашенных ионных кристаллов потоком позитронов в них кроме процесса создания дефектов имеет место

+46)6

Формула изобретения

Составитель В. Макаров

Техред В. Серякова

Редактор Л. Письман

Корректор В. Петрова

Заказ 752/1 Изд, № 289 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, йроцесс радиационного отжига электронных центров окраски.

При этом процесс радиационного отжига окрашенных образцов при облучении позитронами происходит как в облучаемой, так и в необлучаемой позитронами части образца. До недавнего времени, фиксируя по оптическим спектрам поглощения разрушение электронных центров, окраски при позитронном отжиге, не следили за поведением дырочной полосы оптического поглощения. Оказалось, что при позитронном отжиге предварительно радиационно-окрашенных кристаллов дырочная полоса претерпевает весьма незначительные изменения, хотя при этом происходит значительное подавление F- и М-полос оптического поглощения. Это наблюдается как для образцов, толщина которых сравнима с пробегом позитронов, так и для образцов, толщина которых значительно больше длины свободного пробега позитронов. Все это приводит к созданию неравновесной концентрации дырочных центров окраски. Последующий отжиг радиационно-отожженного диэлектрика от определенной температуры, известной для большинства диэлектриков, приводит к рекомбинации электронов и дырок, находящимся в равновесной концентрации, к отжигу электронных и дырочных центров окраски. В результате этого в диэлектрике остаются устойчивые чисто дырочные центры, которые могут существовать в течение длительного времени.

Для правильного понимания радиационного отжига при позитронном облучении необходимо подчеркнуть, что разрушение электронных центров окраски, например

F-центров, нельзя связывать с аннигиляцией позитронов в F-центрах, так как изучение механизма аннигиляции позитронов в радиационно-окрашенных ионных кристаллах КС1, КВг, NaC1 показало малую вероятность аннигиляции позитронов в F-центрм rau ор в11ен111о с другими ьдиацйоййь1 ми дефектами. Даже если все позитроны проаннигулируют íà F-электронах, то дозы позитронного облучения, при которой наблюдается отжиг Г-центров (-10сз позитрон/см — з), явно недостаточно для разрушения Г-центров (n>- 10" см — з). Можно предположить, что образованные при облучении позитронами и у-квантами радиационные дефекты участвуют в трех основных процессах: в процесс радиационно-стимулированного отжига «тяжелых» радиационных дефектов (вакансии, межузельные ионы и другие); в процесс движения «легких»

15 радиационных дефектов — электронов и дырок в поле избыточного положительного заряда, созданного при аннигиляции позитронов; в процесс коагуляции и накопления

«тяжелых» радиационных дефектов. Пред20 варительным облучением необходимо создать концентрацию F-центров не менее

10 " см — ", так как при меньших концентрациях дефектов при позитронном облучении будет превалировать не процесс радиационного отжига, а процесс генерации и накопления дефектов.

Способ генерации дырочных центров окраски в диэлектрике по авт. св.№432797, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности способа при одновременном увеличении полезного объема диэлектрика, диэлектрик предварительно радиационно окрашивают до концентрации

F-центров не менее 10 4 см —

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4, 1. Воробьев А. А. Центры окраски в щелочно-галоидных кристаллах. Томск, Изд.

ТГЧ, 1968, с. 12.

2. Авторское свидетельство СССР № 432797, кл, G 01N 23/02, 18.12,72.