Дослідження утворення радіаційних дефектів в опроменених зразках кремнію, легованих атомами хрому
Анотація
У цій роботі представлено дослідження радіаційно-індукованого дефектоутворення в монокристалі n-типу кремнію, легованого хромом (n-Si<Cr>), за допомогою позитронно-анігіляційної спектроскопії. Вихідні зразки кремнію, леговані фосфором під час росту кристалів, згодом модифікували дифузією хрому, а потім опромінювали протонами з енергією 2 МеВ при струмі пучка 0,5 мкА за допомогою прискорювальної установки EG-5. Вимірювання виявили утворення характерних радіаційно-індукованих дефектів вакансійного типу, включаючи A-центри, E-центри, дивакансії та їх стабільні комплекси. Порівняльний аналіз легованих хромом та нелегованих зразків продемонстрував помітну різницю в швидкості накопичення цих дефектів. Було встановлено, що присутність атомів хрому в об'ємі n-типу кремнію значно пригнічує радіаційне дефектоутворення: концентрація дефектів, пов'язаних з вакансіями, в n-Si<Cr> виявилася приблизно в 1,5–2 рази нижчою, ніж у еталонних зразках n-Si, опромінених за ідентичних умов. Ці результати підтверджують, що легування хромом підвищує радіаційну стійкість кремнію та може вважатися ефективним підходом до модифікації напівпровідникових матеріалів, призначених для експлуатації в середовищах з високим радіаційним впливом.
Завантаження
Посилання
M. Akramov, B. Eshchanov, S. Usanov, Sh. Norbekov, and D. Matrasulov, “Second-harmonic generation in branched optical waveguides: Metric graphs-based approach,” Physics Letters A, 524, 129827 (2024). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2024.129827
J.R. Yusupov, M. Ehrhardt, Kh.Sh. Matyokubov, and D.U. Matrasulov, “Driven transparent quantum graphs,” Physica Scripta, 100(7), (2025). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ade014
N.Yu. Sharibaev, A.Q. Ergashov, S.B. Fazliddinov, R.G. Ikramov, M.A. Yuldoshev, and A.A. Abdulxayev, “Photoelectric characteristics of TiO2-based on thin-film solar elements with ruthenium (II) compounds,” Journal of Ovonic Research, 21(6), (2025). https://doi.org/10.15251/JOR.2025.216.859
W.A. Mussawi, N.S.S. Singh, S.G. Waheedullah, E. Muniyandy, B. Madaminov, S. Usanov, M. Latipova, H.A. El-Sabbani, M.A. Diabk, A. Smerat, Sh.M. Qasim, “Design and supported gold nanoparticles over the modified magnetic iron oxide nanoparticles as an effective nanocatalyst for Suzuki-Miyaura reactions,” Journal of Organ-ometallic Chemistry 1042, 123863 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2025.123863
Sh.B. Utamuradova, Z.T. Azamatov, A.I. Popov, M.R. Bekchanova, M.A. Yuldoshev, and A.B. Bakhromov, “Study of Optical, Electrophotographic and Holographic Parameters of As-Se Condensates from the Prehistory of the Original Bulk Materials,” East Eur. J. Phys. (3), 278 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-27
F.A. Giyasova, A.Z. Rakhmatov, Kh.N. Bakhronov, M.A. Yuldoshev, F.A. Giyasov, A.N. Olimov, and N.A. Sattarov, “Physical Principles of Photocurrent Generation in a Silicon-Based Photodiode Structure with a Schottky Barrier,” East Eur. J. Phys. (4), 397 (2025), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-38
F.A. Giyasova, Kh.N. Bakhronov, M.A. Yuldoshev, I.B. Sapaev, R.G. Ikramov, F.A. Giyasov, M.R. Bekchanova, et al., “Study of the Influence of Temperature on the Transitions of the CdS/Si/CdTe Heterosystem,” East Eur. J. Phys. (4), 461 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-47
Sh. B. Utamuradova, D.A. Rakhmanov, and A.S. Abiyev, “Investigation of Sensitive Thermal Sensors Based on Si and Si,” East Eur. J. Phys. (3), 375 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-45
M, Golosov, V. Lozanov, and N. Baklanova, “The study of the iridium – silicon carbide reaction by Raman and IR spectroscopy,” Materials Today: Proceedings, 25, 352-355 (2019). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.12.088
P.R. Berger, G. Gulyamov, M.G. Dadamirzaev, M.K. Uktamova, and S.R. Boidedaev, Romanian Journal of Physics, 69, 609 (2024), https://doi.org/10.59277/RomJPhys.2024.69.609
A.A. Lebedev, and V.V. Kozlovskiy, “On comparison of the radiation resistance of silicon and silicon carbide,” Semiconductors, 48(10), 1329–1331 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063782614100170
Sh.B. Utamuradova, Sh.Kh. Daliev, D.A. Rakhmanov, A.B. Uteniyazova, and A.S. Abiyev, “Raman Spectroscopy of Gamma-Irradiated Silicon Doped with Rhodium,” East Eur. J. Phys. (4), 696 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-75
A.A. Istratov, H. Hieslmair, and E.R. Weber, “Iron contamination in silicon technology,” Appl Phys A, 70, 489–534 (2000). https://doi.org/10.1007/s003390051074
Sh.B. Utamuradova, Sh.Kh. Daliev, D.A. Rakhmanov, A.S. Doroshkevich, I.G. Genov, P.L. Tuan, and А. Kirillov, Euroasian physical technical journal, 20(3(45)), 35–42 (2023). https://doi.org/10.31489/2023No3/35-42
M.K. Uktamova, Sh. Mamadaliev, “Three-dimensional modeling of the relationship between static tunneling and the optical absorption coefficient in tunnel diodes,” Results in optics. Vol 22, 100950 (2026). https://doi.org/10.1016/j.rio.2025.100950
Sh.B. Utamuradova, F.A. Giyasova, K.N. Bakhronov, M.A. Yuldoshev, M.R. Bekchanova, and B. Ismatov, “Current Transfer Mechanism in a Thin-Based Heterosystem Based on A2B6 Compounds,” East Eur. J. Phys. (3), 325-335 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-3-31
I. Pintilie, G. Lindström, A. Junkes, and E. Fretwurst, “Radiation-induced point- and cluster-related defects with strong impact on damage properties of silicon detectors,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 611, 52–68 (2009). https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.09.065
F.A. Giyasova, and M.A. Yuldoshev, “Investigation of temporal characteristics of photosensitive heterostructures based on gallium arsenide and silicon,” Chalcogenide Letters, 22(2), 123–129 (2025). https://doi.org/10.15251/CL.2025.222.123
Sh.B. Utamuradova, S.A. Muzafarova, A.M. Abdugofurov, K.M. Fayzullaev, E.M. Naurzalieva, and D.A. Rakhmanov, Applied Physics, (4), 81-86 (2021). https://applphys.orion-ir.ru/appl-21/21-4/PF-21-4-81.pdf
F.A. Selim, “Positron annihilation spectroscopy of defects in nuclear and irradiated materials- a review,” Materials Characterization, 174, 110952 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matchar.2021.110952
V.A. Kozlov, and V.V. Kozlovskiy, Semiconductors, 35(7), (2001), http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/37060
M.G. Dadamirzaev, M.K. Uktamova, S. Rakhmanova, G.A. Ibadullayev, East Eur. J. Phys. 4, 675 (2025), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-73
Sh.B. Utamuradova, Kh.S. Daliev, Sh.Kh. Daliev, and K.M. Fayzullaev, Applied Physics, (6), 90–95 (2019). (in Russian)
F. Tuomisto, Springer Handbook of Crystal Growth, Defects and Characterization, (Springer-Verlag, New York, 2010). http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-396489-2.00002-3
R.S. Brusa, C. Macchi, S. Mariazzi, and G.P. Karwasz, “Porosity of Low-Materials Studied by Slow Positron Beam,” Acta physica polonica A, 107(4), 702 (2005). https://www.researchgate.net/publication/241562432
M.A. Huis, A. Veen, H. Schut, C.V. Falub, S.W.H. Eijt, and P.E. Mijnarends, “Positron confinement in embedded lithium nanoclusters,” Physical review B, 65, 085416 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.085416
S.F. Samadov, N.V.M. Trung, A.A. Sidorin, S.I. Ibragimova, S.H. Jabarov, M.A. Yuldoshev, O.S. Orlov, et al., “Effect of Zn and Fe doping on vacancy cluster formation in Cu–In–Se system,” Micro and Nanostructures, 209, 208451 (2026). https://doi.org/10.1016/j.micrna.2025.208451
Авторське право (c) 2026 Ш.І. Набієв, Х.Н. Бозоров, А. Насрітдінов, Р.Г. Ікрамов, М.А. Юлдошев, Н.А. Саттаров, У. Едільбоєв, С.М. Адільхан, С.А. Турсинбаєв, А.Е. Отарбаєв, С.М. Касімов
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).
