Μελέτη της επίδρασης της εμφύτευσης ιόντων στη μικροδομή του Gan
Creators: name: Κερέμη, Υπαπαντή Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Εμφύτευση ιόντων
Φασματοσκοπία εκτεταμένης λεπτής υφής απορρόφησης
Ακτινοβολία σύγχροτρον
Νιτρίδια
Πλεγματική καταστροφή
Ανάκτηση
Ion implantation
Exafs spectrometry
Synchrotron radiation
Nitrides
Lattice damage
Annealing

description: Εφαρμόστηκε φασματοσκοπία εκτεταμένης λεπτής υφής απορρόφησης (EXAFS) ακτίνων Χ στην κορυφή K του Ga, προκειμένου να καθοριστoύν οι αλλαγές που προκάλεσε η εμφύτευση στη νανοδομή και στην ηλεκτρονική δομή των δειγμάτων GaN. Η ανάλυση των φασμάτων EXAFS μας παρέχει πληροφορίες για τις αλλαγές στη μικροδομή του GaN και συγκεκριμένα για τις αλλαγές στους αριθμούς συναρμογής και στους παράγοντες Debye-Waller, ενώ οι αποστάσεις των κοντινότερων γειτονικών κυψελίδων δεν επηρεάζονται, σε συνάρτηση με τις αυξανόμενες ροές ακτινοβόλησης. Τα υπό μελέτη υμένια GaN εμφυτεύθηκαν με δόσεις που κυμαίνονται από 1x1014 μέχρι και 1x1016 cm-2. Οι φασματοσκοπίες XAFS είναι ιδανικές για τη μελέτη των ιδιαίτερα ελαττωματικών ή άμορφων υλικών, όπως τα εμφυτευμένα δείγματα, δεδομένου ότι ο κύριος μηχανισμός που περιλαμβάνεται είναι η οπισθοσκέδαση του κύματος του φωτοηλεκτρονίου που εξέρχεται από τα γειτονικά άτομα και το οποίο δεν εξαρτάται από τη περίοδο του πλέγματος. Το GaN και το InGaN παρουσιάζουν διαφορετική συσσώρευση ζημίας κάτω από τη βαριά ιοντική εμφύτευση. Πιο συγκεκριμένα, η αμορφοποίηση του GaN αρχίζει στην επιφάνεια και προχωρά στρώμα με στρώμα ενώ στο InGaN η εμφύτευση οδηγεί στο σχηματισμό άμορφων περιοχών που ενσωματώνονται σε μια βαριά κατεστραμμένη κρυσταλλική μήτρα. Η ιοντική εμφύτευση επιτρέπει την εισαγωγή προσμίξεων με σκοπό να τροποποιηθούν οι ηλεκτρικές και οπτικές ιδιότητες του υλικού που είναι και ο βασικός στόχος της όλης διαδικασίας.
description: The effect of In implantation on GaN is studied using EXAFS measurements at the Ga - K edge. We apply EXAFS spectroscopy in order to determine the implantation induced changes in the nanostructure of GaN. The EXAFS analysis results demonstrate that both the coordination numbers and the Debye-Waller factors change as a function of the different ion fluences while the nearest neighbour distances are not affected. The studied GaN films are implanted with ion fluences ranging from 1x1014 to 1x1016 cm-2. XAFS spectroscopies are ideally suited for the study of highly defective or amorphous materials, such as implanted samples, since the main mechanism involved is the backscattering of the outgoing photoelectron wave from the neighbouring atoms which does not depend on the periodicity of the lattice. GaN and InGaN show a difference damage accumulation under heavy ion implantation. More precisely, the amorphization of GaN starts at the surface and proceeds layer-by-layer while in InGaN implantation leads to the formation of amorphous regions embedded in a heavily damaged crystalline matrix. Ion implantation allows the insertion of impurities in order to change electrical and optical properties of the material, which is the main target of the whole procedure.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)