Динамика изменения механических свойств кремния, индуцированного низкоинтенсивным β-облучением

• Автор: Сучкова, Надежда Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук, Заслуженному деятелю науки РФ, профессору Головину Ю.И. за всестороннюю помощь и безграничное терпение. Научному консультанту кандидату физико-математических наук, доценту Дмитриевскому А.А., оказавшему неоценимую помощь и поддержку на протяжении всего этапа выполнения работы. Всем сотрудникам кафедры теоретической и экспериментальной физики за доброжелательность и теплые, дружеские отношения.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВЛИЯНИИ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЯ

1.1. Ионизирующее облучение как один из эффективных способов

изменения физических свойств реальных кристаллов

1.1.1. Большие, умеренные, малые дозы облучения

1.1.2. Механизмы радиационного дефектообразования

1.1.3. Кремний как функциональный материал

1.1.4. Облучение кремния заряженными частицами

различной природы

1.1.5. Основные типы радиационных дефектов в кремнии 3

1.2. Основные методы исследования физических свойств кремния

1.2.1. Оптические методы
1.2.2. Электрические методы
1.2.3. Методы тестирования механических характеристик
1.3. Формулировка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Образцы
2.2. Источники излучения
2.3. Микро-и наноиндентирование
2.4. Методика НЕСГУ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Изменение механических свойств кремния под действием
низкоинтенсивного р-облучения
3.2. Влияние типа и концентрации примеси на динамику изменений микротвердости кремния, индуцируемых
низкоинтенсивным Р-облучением
3.3. Изохронный отжиг образцов, на стадиях облучения, соответствующих максимумам разупрочнения и промежуточному восстановлению микротвердости к исходному значению
3.4. Изменение концентрации электрически-активных радиационных
дефектов при низкоинтенсивном р-облучении
3.5. Изменения механических свойств ваАв, индуцируемые низкоинтенсивным Р-облучением
ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Энергетические уровни центров, возникших в кремнии после облучения быстрыми электронами и нейтронами
1,1 1,0 0,9 СО 0,8

к)' 0,7
Ес-0,17 Вс-0,16
С&42І — ”"
вс4>а
Ес-0/М Ес-0,4
и 0,6

Ж 0,5

0,4
0,3
0,2
Зо на проводимости
ес.о,оз
Ес-0,16
Ес-0,4 Ес-0,4
Природа центров Дефект Френкеля?
По температурной Еу40,45 зависимости эффекта п "ТТоо Холла наличие этих
—Еу+0,35 и* > уровней заметно, но
Л *, — они не разделяются
3? =$’) Уровни имеют
Еу40,21 Еу40Д1 разную
Г Ш9ПЧ ^устойчивость
0,1^40,11 Еу+019? »»
л I I I I "Г

Ассоциация вакансия-атом кислорода
Ассоциация вакансия-атом фосфора в узле решетки (и, возможно, др. Атомы доноров 5 группы)
Ассоциация атом-к и с л орода-междоузельный
атом ?
| Еу ДеФект Френкеля?
Валентная зона
400° к
Инфракрасное поглощение Спектры фото-Спиновый резонанс проводимости
Эффект Холла, скорость объемной рекомбинации
Рис. 1.10. Схема энергетических уровней радиационных дефектов в монокристаллах кремния.
К основным достоинствам этого метода можно отнести высокую чувствительность к изменению концентрации (~ 10й см'3) исследуемых дефектов, а также возможность
исследования тонких слоев (порядка единиц микрон) в приповерхностной области (на глубине порядка единиц микрон).
1.2.3. Методы тестирования механических характеристик
Под твердостью понимается свойство материала сопротивляться упруго-пластической деформации или разрушению при внедрении в него другого, более твердого и не получающего остаточной деформации тела - индентора.
Испытания материалов на твердость человеческая цивилизация в той или иной форме использует очень давно. Так, проба металлических монет «на зуб» с целью отличить настоящие монеты от фальшивых известна из археологических и литературных источников по крайней мере из античных времен. Впервые научные лабораторные