Вплив атомів диспрозію, введених на етапі вирощування, на формування радіаційних дефектів у кристалах кремнію

  • Ходжакбар Далієв Філія Федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої освіти “Національний дослідницький університет МЕІ”, вул. Йўғду, 1, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-2164-6797
  • Шарифа Б. Утамурадова Інститут фізики напівпровідників і мікроелектроніки Національного університету Узбекистану, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-1718-1122
  • Шахрух Далієв Інститут фізики напівпровідників і мікроелектроніки Національного університету Узбекистану, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-7853-2777
  • Жонібек Хамдамов Інститут фізики напівпровідників і мікроелектроніки Національного університету Узбекистану, Узбекистан https://orcid.org/0000-0003-2728-3832
  • Шахрійор Б. Норкулов Інститут фізики напівпровідників і мікроелектроніки Національного університету Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-2171-4884
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-3-33
Ключові слова: кремній, легований диспрозієм, радіаційні дефекти, гамма-випромінювання, DLTS (глибокорівнева ємнісна спектроскопія), нейтронно-активаційний аналіз, EDS (енергетично-дисперсійна рентгенівська спектроскопія), A-центр, E центр, вирощування кристалів, киснево-вакансійний комплекс, радіаційна стійкість

Анотація

У цьому дослідженні досліджено механізми утворення та відновлення радіаційних дефектів, що є результатом включення атомів диспрозію (Dy) у процесі росту кристалів кремнію (КК). Глибокі дефекти, утворені після легування кремнію n-типу диспрозієм і опромінення його γ-променями 60Co, були проаналізовані за допомогою перехідної спектроскопії глибокого рівня (DLTS). Дослідження показали, що за наявності диспрозію концентрація таких дефектів, як А-центр (комплекс вакансія-кисень) та Е-центр (комплекс вакансія-фосфор) значно зменшилась – у 2-4 рази – порівняно з контрольними зразками. Для визначення концентрації атомів поверхневих елементів у зразку було проведено спектральний аналіз EDS, який продемонстрував, що елемент Dy був рівномірно розподілений на поверхні кремнію та присутній у достатній концентрації. Ці результати підтверджують, що атоми Dy у кремнії відіграють пасивуючу роль, пригнічуючи кінетику утворення радіаційних дефектів, відповідно підвищуючи радіаційну стійкість структур на основі кремнію.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Kh.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, O.A. Bozorova, and Sh.Kh. Daliev, “Joint effect of Ni and Gf impurity atoms on the silicon solar cell photosensitivity,” Applied Solar Energy (English translation of Geliotekhnika), 41(1), 80–81 (2005). https://www.researchgate.net/publication/294234192_Joint_effect_of_Ni_and_Gf_impurity_atoms_on_the_silicon_solar_cell_photosensitivity

K.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, A. Khaitbaev, J.J. Khamdamov, Sh.B. Norkulov, and M.B. Bekmuratov, “Defective Structure of Silicon Doped with Dysprosium,” East Eur. J. Phys. (2), 283 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-30

X. Kong, Z. Xi, L. Wang, Y. Zhou, Y. Liu, et al., “Recent Progress in Silicon−Based Materials for Performance Enhanced Lithium Ion Batteries,” Molecules, 28(5), 2079 (2023). https://doi.org/10.3390/molecules28052079

V. Pelenitsyn, and P. Korotaev, “First-principles study of radiation defects in silicon,” Computational Materials Science, 207, 111273 (2022). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2022.111273

I. Pintilie, G. Lindstroem, A. Junkes, and E. Fretwurst, “Radiation-induced point- and cluster-related defects with strong impact on damage properties of silicon detectors,” Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 611(1), 52-68 (2009). https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.09.065

K.P. Abdurakhmanov, Kh.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, and N.Kh. Ochilova, “On defect formation in silicon with impurities of manganese and zinc,” Applied Solar Energy (English translation of Geliotekhnika), 34(2), 73–75 (1998). https://api.semanticscholar.org/CorpusID:99796881

S.B. Utamuradova, K.S. Daliev, A.I. Khaitbaev, J.J. Khamdamov, J.S. Zarifbayev, and B.S. Alikulov, “Defect Structure of Silicon Doped with Erbium,” East European Journal of Physics, (2), 288-292 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-31

K.P. Abdurakhmanov, Sh.B. Utamuradova, Kh.S. Daliev, S.G. Tadjy-Aglaeva, and R.M. Érgashev, “Defect-formation processes in silicon doped with manganese and germanium,” Semiconductors, 32(6), 606–607 (1998). https://doi.org/10.1134/1.1187448

K.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, Sh.B. Norkulov, and M.B. Bekmuratov, “Study of Defect Structure of Silicon Doped with Dysprosium Using X-Ray Phase Analysis and Raman Spectroscopy,” East Eur. J. Phys. (4), 311-321 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-35

K.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, M.B. Bekmuratov, O.N. Yusupov, Sh.B. Norkulov, and Kh.J. Matchonov, “Defect Formation in MIS Structures Based on Silicon with an Impurity of Ytterbium,” East Eur. J. Phys. (4), 301-304 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-33

K.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, M.B. Bekmuratov, Sh.B. Norkulov, and U.M. Yuldoshev, “Changes in the Structure and Properties of Silicon During Ytterbium Doping: The Results of o Comprehensive Analysis,” East Eur. J. Phys. (4), 240-249 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-24

L.S. Berman, “Depth distribution of deep-level centers in silicon dioxide near an interface with indium phosphide,” Semiconductors, 31, 67–68 (1997). https://doi.org/10.1134/1.1187040

G.L. Miller, D.V. Lang, and L.C. Kimerling, “Capacitance Transient Spectroscopy,” Annual review of materials research, 7, 377 448 (1977). https://doi.org/10.1146/annurev.ms.07.080177.002113

Sh.B. Utamuradova, Sh.Kh. Daliyev, J.J. Khamdamov, Kh.J. Matchonov, and Kh.Y. Utemuratova, East Eur. J. Phys. (2), 274 278 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-28

S.A. Smagulova, I.V. Antonova, E.P. Neustroev, et al., “Relaxation of a defect subsystem in silicon irradiated with high-energy heavy ions,” Semiconductors, 37, 546–550 (2003). https://doi.org/10.1134/1.1575358

J. Stahl, E. Fretwurst, G. Lindström, and I. Pintilie, “Deep defect levels in standard and oxygen enriched silicon detectors before and after 60Co-γ-irradiation,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 512(1-2), 111–116 (2003). https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01884-9

K.S. Daliev, S.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, and Z.E. Bahronkulov, “Morphology of the Surface of Silicon Doped with Lutetium,” East European Journal of Physics, (2), 304-308 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-34

A.I. Prostomolotov, Yu.B. Vasiliev, and A.N. Petlitsky, “Mechanics of defect formation during growth and heat treatment of single-crystal silicon,” (4), 1716–1718 (2011). http://www.unn.ru/pages/e-library/vestnik/19931778_2011_-_4-4_unicode/147.pdf

J.R. Srour, and J.W. Palko, “Displacement Damage Effects in Irradiated Semiconductor Devices,” IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(3), 1740–1766, (2013). https://doi.org/10.1109/tns.2013.2261316

M.S. Kukurudziak, V.M. Lipka, and V.V. Ryukhtin, “Silicon p-i-n Mesa-Photodiode Technology,” East Eur. J. Phys. (3), 385 389 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-47

D.V. Lang, “Deep-Level Transient Spectroscopy: A New Method to Characterize Traps in Semiconductors,” Journal of Applied Physics, 45(7), 3023–3032 (1974). https://doi.org/10.1063/1.1663716

J. Goldstein, et al., Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, (Springer, 2017). https://doi.org/10.1007/978-1-4615-0215-9

V.A. Kozlov, and V.V. Kozlovski, “Doping of semiconductors using radiation defects produced by irradiation with protons and alpha particles,” Semiconductors, 35, 735–761 (2001). https://doi.org/10.1134/1.1385708

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), 2, 301-305 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2010.10.019

A.S. Zakirov, S.U. Yuldashev, H.D. Cho, et al., “Functional hybrid materials derived from natural cellulose,” Journal of the Korean Physical Society, 60, 1526–1530 (2012). https://doi.org/10.3938/jkps.60.1526

Опубліковано
2025-09-08
Цитовано
Як цитувати
Далієв, Х., Утамурадова, Ш. Б., Далієв, Ш., Хамдамов, Ж., & Норкулов, Ш. Б. (2025). Вплив атомів диспрозію, введених на етапі вирощування, на формування радіаційних дефектів у кристалах кремнію. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 343-347. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-3-33
Номер
№ 3 (2025): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2025 Ходжакбар С. Далієв, Шарифа Б. Утамурадова, Шахрух Х. Далієв, Жонібек Ж. Хамдамов, Шахрійор Б. Норкулов

Ліцезія Creative Commons

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).

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)