Анотація до роботи:

Коровицький А.М. Кінетичні ефекти у твердих розчинах кремній-германій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01. 04. 10 – фізика напівпровідників і діелектриків. – Волинський державний університет ім. Лесі Українки, Луцьк, 2002.

Дисертація присвячена дослідженню кінетичних ефектів у твердих розчинах кремній-германій (). Встановлено, що збільшення концентрації неосновної компоненти спричиняє зменшення ефекту п’єзоопору, параметра анізотропії рухливості (). Чутливим параметром щодо введення додаткового механізму розсіяння є поперечна складова рухливості електронів (). При спостерігається тенденція до зменшення константи деформаційного потенціалу. У -опромінених кристалах виявлена релаксація п’єзоопору, зумовлена атомною переорієнтацією -центрів. Експериментально встановлено та теоретично обґрунтовано, що рухливість , яка характеризує розсіяння на ізовалентних домішках, проявляє температурну залежність . Показано, що у твердих розчинах атоми неосновної компоненти германію утворюють невеликі кластери, кількість атомів у яких змінюється в межах від 20 до 100, залежно від рівня легування; ефективні значення геометричного розміру таких неоднорідностей знаходяться в межах .

Результати досліджень електрофізичних властивостей твердих розчинів кремній-германій - типу дають змогу зробити наступні суттєві висновки:

1. В області сильних одновісних пружних деформацій вздовж кристалографічного напрямку [100] п’єзоопір невироджених кристалів , легованих ізовалентною домішкою германію, визначається перерозподілом електронів між еквівалентними (при відсутності деформації) долинами зони провідності, причому збільшення концентрації ІВД приводить до зменшення ефекту п’єзоопору, що найбільш рельєфно проявляється в області насичення, параметра анізотропії рухливості (). Параметр анізотропії часів релаксації () при розсіянні електронів провідності на ізовалентних домішках прямує (при ) до одиниці, що свідчить про ізотропність процесу розсіяння на ІВД при відміченій концентрації. Чутливим параметром щодо введення додаткового механізму розсіяння є поперечна складова рухливості електронів (). Константа деформаційного потенціалу () для концентрацій ІВД не змінюється. З підвищенням концентрації ІВД германію до спостерігається тенденція до зменшення константи деформаційного потенціалу (до ).

2. Ізовалентна домішка германію (при концентраціях ) практично не впливає на інтенсивність утворення -центрів -опромінених кристалів при кімнатних температурах, проте, призводить до збільшення глибини залягання -центрів у забороненій зоні до . Крім того, наявність ІВД германію зумовлює зміщення енергетичного рівня -центра під дією одновісної пружної деформації і для напрямку [111], що не спостерігається у кристалах -кремнію без ІВД . У -опромінених кристалах виявлена релаксація п’єзоопору, зумовлена атомною переорієнтацією -центрів.

3. При зниженні температури кристалів менше і концентраціях неосновної компоненти крім існуючих механізмів розсіяння додається механізм розсіяння електронів на ІВД германію. В області температур нахили всіх кривих однакові, що свідчить про основну роль міждолинного розсіяння і розсіяння на коливаннях ґратки в досліджуваних кристалах. Порівняння температурних залежностей рухливості електронів у температурному інтервалі для недеформованих та пружнодеформованих (при повному міждолинному перерозподілі електронів) кристалів свідчить про визначальний вклад f-переходів у міждолинне розсіяння у твердих розчинах при так само як і в -кремнії без ІВД . Експериментально встановлено та теоретично обґрунтовано, що рухливість , яка характеризує розсіяння на ІВД, проявляє температурну залежність .

4. Запропоновано метод визначення концентрації ізовалентної домішки, яка суттєво починає впливати на загальну рухливість носіїв струму при певних значеннях температури та концентрації іонізованої домішки.

5. У твердих розчинах атоми ізовалентної домішки германію утворюють невеликі кластери, кількість атомів у яких змінюється в межах від 20 до 100, залежно від рівня легування; ефективні значення геометричного розміру таких неоднорідностей знаходяться в межах . Використання дифузійного наближення дає змогу описати температурну залежність рухливості в кристалах в інтервалі температур К, причому, причини зменшення рухливості електронів як у кристалах так і в кристалах обумовлені неоднорідністю розподілу неосновної компоненти твердого розчину у вигляді флуктуаційних скупчень атомів цієї компоненти (кластерів) і локальними механічними напруженнями кристалічної ґратки, пов’язаними з наявністю цих кластерів.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. A.Semenyuk, A.Korovytsky Study of electrophysical parameters and tensoeffects in n-type Si crystals // Functional materials. – 2001. – v.8, №3. – Р. 493-497.

2. Семенюк А., Коровицький А. Вплив ізовалентної домішки германію на розсіювання електронів у кремнії // Фізичний вісник НТШ. – т. 4. – 2001. – С. 124-128.

3. Семенюк А., Коровицький А. Про розсіювання електронів у кремнії з домішкою германію // Науковий вісник ВДУ. Серія фізичні, хімічні, математичні науки. – Луцьк: Волин. держ. ун-т ім. Лесі Українки. –1998. – №6. – С. 8 – 11.

4. А. Семенюк, А. Коровицький Тензоефекти в n-кремнії з ізовалентною домішкою германію // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – Луцьк: Волин. держ. ун-т ім. Лесі Українки. – 1999. – № 14. – С. 119-124.

5. Коровицький А.М. Вплив неоднорідних областей на рухливість носіїв струму в твердих розчинах // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – Луцьк: Волин. держ. ун-т ім. Лесі Укранки. – 2001. – №7. – С. 58-60.

6. A. Semeniuk, A. Korovytsky The influence of isovalent impurity of germanium upon the electrophysical properties of silicon // Науковий вісник ВДУ. Серія фізичні науки. – Луцьк: Волин. держ. ун-т ім. Лесі Українки. – 2001. – №7. – С. 53-58.

7. Дослідження радіаційних дефектів в кристалах кремнію і твердих розчинах кремній германій: Звіт про НДР (заключний) / Луцький держ. техн. ун-т; № ДР 0198У000265. – Луцьк, 1999. – 67с.

8. Семенюк А., Коровицький А. Моделювання потенціалу ізовалентної домішки в ковалентних кристалах і його роль у розсіюванні електронів // Тези доповідей 4^th International modeling school of AMSE_UAPL, Crimea 2000. – Rzeszw: Politechnika Rzesz. – 2000. – С. 231-232.

9. Коровицький А.М., Семенюк А.К. Дослідження впливу ізовалентної домішки на рухливість електронів у // Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики. Матеріали ІІ Міжнародного Смакулового симпозіуму. – Тернопіль: ТДТУ, Джура. – 2000. – С. 163-164.

10. Семенюк А.К., Коровицький А.М. Розсіювання електронів у кристалах твердих розчинів кремній-германій // Тези доповідей Міжнародної наукової конференції присвяченої 150-річчю від дня народження видатного українського фізика і електротехніка Івана Пулюя. – Львів: Держ. ун-т “Львівська політехніка”. – 1995. – С. 76.

11. Коровицький А.М. Дослідження впливу ізовалентних домішок Ge на тензоефекти та міцність кристалів Si // Тези Першого наукового симпозіуму “Сучасні проблеми інженерної механіки”. – Луцьк: ТзОВ “Ковельська міська друкарня”. – 2000. – С. 57-58.

12. Коровицький А.М. Дослідження особливостей розсіювання електронів на ізовалентних домішках у кристалах твердих розчинів // Збірник наукових праць ЛІІ (ч.І). – Луцьк: Волин. держ. ун-т ім. Лесі Українки. – 1997. – С. 153-156.

13. Семенюк А.К., Коровицький А.М. Електронні властивості багатодолинних напівпровідників із радіаційними дефектами // Збірник наукових статей ЛДТУ ч.І. – Луцьк: Луцький держ. техн. ун-т. –1998. – С. 163-167.

14. Семенюк А.К., Коровицький А.М. Вплив ізовалентної домішки германію в кристалах кремнію на рухливість електронів // Збірник наукових статей ЛДТУ ч.І. – Луцьк: Луцький держ. техн. ун-т. –1998. – С. 159-163.

15. Коровицький А.М. Розсіювання електронів на ізовалентних домішках у кристалах твердих розчинів . Науковий вісник ЛДТУ. – Луцьк: Луцький держ. техн. ун-т. – 1999. – № 1. – С. 37-44.

16. Семенюк А.К., Коровицький А.М. Міждолинне розсіювання електронів у кремнії з домішкою германію // Тези доповідей ІХ науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ЛІІ. – Луцьк: ТзОВ “Ковельська міська друкарня”. – 1994. –С. 103.

17. Семенюк А.К., Коровицький А.М. Особливості кінетичних ефектів у кристалах твердих розчинів кремній-германій // Тези доповідей Х науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ЛІІ. – Луцьк: ТзОВ “Ковельська міська друкарня”. – 1995. – С.186.