Дефектна структура кремнію, легованого диспрозієм
Анотація
У цій роботі було проаналізовано структурні та оптичні характеристики зразків кремнію (n-Si) та його композиції з диспрозієм (n-Si-Dy) за допомогою методів інфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур’є (FTIR) та спектроскопії раманівського розсіювання. Були ідентифіковані характерні піки в спектрах FTIR, такі як 640 см-1 (режим Si-H) і 1615 см-1 (режим перпендикулярного розтягування), що вказує на структурні особливості матеріалу. Поява додаткових піків у спектрах n-Si-Dy при 516,71 см-1 та 805 см-1 свідчить про вплив диспрозію на структуру та дефектність матеріалу. Дослідження частотного діапазону (1950–2250 см-1) додатково підтверджує локальні моди вібрації, пов’язані з дефектами та взаємодією з диспрозієм. Піки, пов'язані з розтягуванням Dy-Dy, а також взаємодією з кремнієм, були знайдені при 2110 см-1 і 2124 см-1. Аналіз спектрів комбінаційного розсіювання свідчить про утворення нанокристалів кремнію під час відпалу, що підтверджено результатами XRD. Отримані результати дають важливе уявлення про вплив диспрозію на структуру та властивості кремнієвих матеріалів, які потенційно можуть знайти застосування в оптоелектроніці та матеріалознавстві.
Завантаження
Посилання
L.T. Canham, “Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers,” Appl. Phys. Lett. 57, 1046-1990. https://doi.org/10.1063/1.103561
F. Huisken, H. Hofmeister, B. Kohn, M.A. Laguna, and V. Paillard, “Laser production and deposition of light-emitting silicon nanoparticles,” Appl. Surf. Sci. 154–155, 305 (2000). https://doi.org/10.1016/s0169-4332(99)00476-6
V. Vinciguerra, G. Franzo, F. Priolo, F. Iacona, and C. Spinella, “Quantum confinement and recombination dynamics in silicon nanocrystals embedded in Si/SiO2 superlattices,”J. Appl. Phys. 87, 8165 (2000). https://doi.org/10.1063/1.373513
F. Koch, and V. Petrova-Koch, “Light from Si-nanoparticle systems - a comprehensive view,”J. Non-Cryst. Solids, 198–200, 840 (1996). https://doi.org/10.1016/0022-3093(96)00067-1
Zh. Ma, X. Liao, J. He, W. Cheng, G. Yue, Y. Wang, and G. Kong, “Annealing behaviors of photoluminescence from SiOx:H,” J. Appl. Phys. 83, 7934 (1998). https://doi.org/10.1063/1.367973
M. Zaharias, H. Freistdt, F. Stolze, T.P. Drusedau, M. Rosenbauer, and M. Stutzmann, “Properties of sputtered a-SiOx:H alloys with a visible luminescence,” J. Non-Cryst. Solids, 164–166, 1089 (1993). https://doi.org/10.1016/0022-3093(93)91188-9
U. Kahler, and H. Hofmeister, “Silicon nanocrystallites in buried SiOx layers via direct wafer bonding,” Appl. Phys. Lett. 75, 641 (1999). https://doi.org/10.1063/1.124467
S. Zhang, W. Zhang, and J. Yuan, “The preparation of photoluminescent Si nanocrystal–SiOx films by reactive evaporation,” Thin Solid Films, 326, 92 (1998). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)00532-X
H. Richter, Z.P. Wang, and L. Ley, “The one phonon Raman spectrum in microcrystalline silicon,”Solid State Commun. 39, 625 (1981). https://doi.org/10.1016/0038-1098(81)90337-9
Z. Iqbal, and S. Veprek, “Raman scattering from hydrogenated microcrystalline and amorphous silicon,” J. Phys. C, 15, 377 (1982). https://doi.org/10.1088/0022-3719/15/2/019
J. Gonzales-Hernandez, G.H. Azarbayejani, R. Tsu, and F.H. Pollak, “Raman, transmission electron microscopy, and conductivity measurements in molecular beam deposited microcrystalline Si and Ge: A comparative study,”Appl. Phys. Lett. 47, 1350 (1985). https://doi.org/10.1063/1.96277
I.H. Campbell, and P.M. Fauchet, “The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra of crystalline semiconductors,” Solid State Commun. 52, 739 (1986). https://doi.org/10.1016/0038-1098(86)90513-2
J. Zi, H. Buscher, C. Falter, W. Ludwig, K. Zhang, and X. Xie, “Raman shifts in Si nanocrystals,” Appl. Phys. Lett. 69, 200 (1996). https://doi.org/10.1063/1.117371
D.R. dos Santos, and I.L. Torriany, “Crystallite size determination in μc-Ge films by x-ray diffraction and Raman line profile analysis,” Solid State Commun. 85, 307 (1993). https://doi.org/10.1016/0038-1098(93)90021-E
Kh.S. Daliev, Z.E. Bahronkulov, and J.J. Hamdamov, “Investigation of the Magnetic Properties of Silicon Doped with Rare-Earth Elements,” East Eur. J. Phys. 4, 167 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-18
Kh.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, Z.E. Bahronkulov, A.Kh. Khaitbaev, and J.J. Hamdamov, “Structure Determination and Defect Analysis n-Si, p-Si Raman Spectrometer Methods,” East Eur. J. Phys. 4, 193 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-23
P.A. Temple, and C.E. Hathaway, “Multiphonon Raman Spectrum of Silicon,” Physical Review B, 7(8), 3685–3697 (1973). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.7.3685
K.J. Kingma, and R.J. Hemley, “Raman spectroscopic study of microcrystalline silica,” American Mineralogist, 79(3-4), 269 273 (1994). https://pubs.geoscienceworld.org/msa/ammin/article-pdf/79/3-4/269/4209223/am79_269.pdf
G.E. Walrafen, Y.C. Chu, and M.S. Hokmabadi, “Raman spectroscopic investigation of irreversibly compacted vitreous silica,” The Journal of Chemical Physics, 92(12), 6987–7002 (1990). https://doi.org/10.1063/1.458239
B. Champagnon, C. Martinet, M. Boudeulle, D. Vouagner, C. Coussa, T. Deschamps, and L. Grosvalet, “High pressure elastic and plastic deformations of silica: in situ diamond anvil cell Raman experiments,” Journal of Non-Crystalline Solids, 354(2-9), 569–573 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2007.07.079
A.S. Zakirov, Sh.U. Yuldashev, H.J. Wang, H.D. Cho, T.W. Kang, J.J. Khamdamov, and A.T. Mamadalimov, “Photoluminescence study of the surface modified and MEH-PPV coated cotton fibers,” Journal of Luminescence, 131(2), 301–305 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2010.10.019
Sh.B. Utamuradova, H.J. Matchonov, Zh.J. Khamdamov, and H.Yu. Utemuratova, “X-ray diffraction study of the phase state of silicon single crystals doped with manganese,” New Materials, Connections Oath Applications, 7(2), 93-99 (2023). http://jomardpublishing.com/UploadFiles/Files/journals/NMCA/v7n2/Utamuradova_et_al.pdf
Kh.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, M.B. Bekmuratov, “Structural Properties of Silicon Doped Rare Earth Elements Ytterbium,” East Eur. J. Phys. 1, 375-379 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-1-37
Авторське право (c) 2024 Ходжакбар С. Далієв, Шаріфа Б. Утамурадова, Алішер Хайтбаев, Джонібек Дж. Хамдамов, Шахрійор Б. Норкулов, Мансур Б. Бекмуратов
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).
