Довготривалі процеси релаксації електропровідності в компенсованих монокристалах Si<B,S> та Si<B,Rh>
Анотація
У цій статті досліджуються процеси релаксації провідності в монокристалах Si<B,S> та Si<B,Rh> за різних умов компенсації та концентрацій. Встановлено, що процес релаксації фотопровідності в компенсованих монокристалах Si<B,S> та Si<B,Rh> описується двоступеневою експоненціальною залежністю з характерними часами швидкої (τ₁) та повільної (τ₂) релаксації, причому ці процеси релаксації залежать від типу компенсуючої домішки та її концентрації. Визначено параметри релаксації (τ₁, τ₂) та виявлено, що характерний час релаксації фотоструму у зразку Si<B,Rh> значно коротший порівняно зі зразком Si<B,S>. Зі збільшенням дози γ-опромінення другий характерний час релаксації (τ₂) спочатку різко збільшується, а потім досягає стану насичення при певній високій дозі, що пояснюється обмеженою кількістю глибоких енергетичних дефектів, що утворюються під час опромінення. Залежність часу релаксації (τ₂) від флюенсу γ-випромінювання зростає зі зниженням температури (до 77 K). Досліджено вплив флуктуацій концентрації носіїв заряду на процес релаксації та виявлено, що зі зменшенням питомого опору вихідного матеріалу, тобто при вищих концентраціях, амплітуда флуктуацій збільшується, що призводить до збільшення часу релаксації.
Завантаження
Посилання
V.N. Krivoruchko, and A.S. Tkachenko, “Defect engineering in compensated silicon: The role of boron-sulfur and boron-rhodium complexes,” J. Appl. Phys. 131, 084501 (2022). https://doi.org/10.1063/5.0083721
A. García-Loureiro, et al., “First-principles study of rhodium-induced deep levels in compensated silicon,” J. Phys.: Condens. Matter, 35, 225701 (2023). https://doi.org/10.1088/1361-648X/acc5a2
S.Z. Zainabidinov, et al., “Effect of γ-Irradiation on Structure and Electrophysical Properties of S-Doped ZnO Films,” East Eur. J. Phys. (2), 321 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-37
A.A. Istratov, H. Chen, and J. Yang, “Long-term relaxation effects in compensated Si monocrystals: Implications for photodetectors,” Phys. Rev. Appl. 16, 044032 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.16.044032
M. Stavola, et al., “Defect metastability in sulfur-compensated silicon,” Appl. Phys. Lett. 104, 042101 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4862799
N. Yarykin, et al., “Deep-level transformations in Si under illumination,” Phys. Status Solidi b, 258, 2100032 (2021). https://doi.org/10.1002/pssb.202100032
Sh.B. Utamuradova, et al., “Research of the impact of silicon doping with holmium on its structure and properties using Raman scattering spectroscopy methods,” East Eur. J. Phys. (2), 274 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-28
L. Vines, et al., “Radiation-hard Si photodetectors: Relaxation dynamics under γ-irradiation,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 540, 100 (2023). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2023.03.010
M.J. Puska, et al., “Divacancy-mediated carrier lifetime saturation in irradiated Si,” Phys. Rev. Materials, 7, 014603 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.7.014603
V.P. Markevich, et al., “Defect saturation in Rh-doped silicon under irradiation,” Appl. Phys. Lett. 118, 242103 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0052627
A. Kuznetsov, et al., “Radiation-induced defect evolution in S-compensated silicon,” J. Appl. Phys. 128, 155701 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0023418
J.W. Farmer, et al., “Impurity-controlled defect saturation in irradiated silicon,” Phys. Rev. Appl. 18, 014045 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.18.014045
K.M. Itoh, “Compensated silicon for radiation-hard electronics: Progress and prospects,” Chem. Mater. 34, 6123 (2022). https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c01108
S. Zaynabidinov, et al., “X-ray diffraction and electron microscopic studies of the ZnO(S) metal oxide films obtained by the ultrasonic spray pyrolysis method,” Herald of the Bauman Moscow State Tech. Univ., Ser. Nat. Sci. 1, 78 (2024). https://doi.org/10.18698/1812-3368-2024-1-78-92
G.D. Watkins, “Radiation-induced defects in Rh-doped silicon,” Phys. Rev. B, 105, 195205 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.195205
M.T. Lusk, et al., “Temperature-dependent defect interactions in compensated Si,” Phys. Rev. Appl. 19, 034045 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.19.034045
U.O. Kutliev, M.U. Otabaev, and M.K. Karimov, “Investigation Ne ions scattering from the stepped InP(001)<ī10> surface,” J. Phys.: Conf. Ser. 2388, 012092 (2022). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2388/1/012092
Цитування
The Impact of Various Lighting Conditions on the Photosensitive Properties of Si
Boboev Akramjon Y., Yulchiev Shakhriyor Kh., Ibrokhimov Ziyodjon M. & Yunusaliyev Nuritdin Y. (2025) East European Journal of Physics
Crossref
Авторське право (c) 2025 Акрамджон Й. Бобоєв, Хушрой А. Махмудов, Зійоджон М. Іброхімов, Аваз К. Рафіков, Ю.Н. Юнусалієв, Сарварбек Х. Іброхімов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
