Sfondi i kërkimit
Rëndësia e aplikimit të karabit të silikonit (SiC): Si një material gjysmëpërçues me hapësirë të gjerë brezi, karabidi i silikonit ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të vetive të tij të shkëlqyera elektrike (të tilla si hapësira më e madhe e brezit, shpejtësia më e lartë e ngopjes së elektroneve dhe përçueshmëria termike). Këto veti e bëjnë atë të përdoret gjerësisht në prodhimin e pajisjeve me frekuencë të lartë, me temperaturë të lartë dhe me fuqi të lartë, veçanërisht në fushën e elektronikës së energjisë.
Ndikimi i defekteve të kristalit: Pavarësisht këtyre avantazheve të SiC, defektet në kristale mbeten një problem madhor që pengon zhvillimin e pajisjeve me performancë të lartë. Këto defekte mund të shkaktojnë degradim të performancës së pajisjes dhe të ndikojnë në besueshmërinë e pajisjes.
Teknologjia e imazhit topologjik me rreze X: Për të optimizuar rritjen e kristaleve dhe për të kuptuar ndikimin e defekteve në performancën e pajisjes, është e nevojshme të karakterizohet dhe analizohet konfigurimi i defektit në kristalet SiC. Imazhi topologjik me rreze X (veçanërisht duke përdorur rrezet e rrezatimit sinkrotron) është bërë një teknikë e rëndësishme karakterizimi që mund të prodhojë imazhe me rezolucion të lartë të strukturës së brendshme të kristalit.
Idetë kërkimore
Bazuar në teknologjinë e simulimit të gjurmimit të rrezeve: Artikulli propozon përdorimin e teknologjisë së simulimit të gjurmimit të rrezeve bazuar në mekanizmin e kontrastit të orientimit për të simuluar kontrastin e defektit të vërejtur në imazhet topologjike aktuale me rreze X. Kjo metodë është provuar të jetë një mënyrë efektive për të studiuar vetitë e defekteve të kristalit në gjysmëpërçues të ndryshëm.
Përmirësimi i teknologjisë së simulimit: Për të simuluar më mirë dislokimet e ndryshme të vërejtura në kristalet 4H-SiC dhe 6H-SiC, studiuesit përmirësuan teknologjinë e simulimit të gjurmimit të rrezeve dhe inkorporuan efektet e relaksimit të sipërfaqes dhe thithjes fotoelektrike.
Përmbajtja kërkimore
Analiza e tipit të dislokimit: Artikulli rishikon sistematikisht karakterizimin e llojeve të ndryshme të dislokimeve (siç janë dislokimet e vidave, dislokimet e skajeve, dislokimet e përziera, dislokimet e planit bazal dhe dislokimet e tipit Frank) në politipe të ndryshme të SiC (përfshirë 4H dhe 6H) duke përdorur gjurmimin e rrezeve teknologji simulimi.
Zbatimi i teknologjisë së simulimit: Është studiuar aplikimi i teknologjisë së simulimit të gjurmimit të rrezeve në kushte të ndryshme rrezesh si topologjia e dobët e rrezeve dhe topologjia e valës së rrafshët, si dhe mënyra e përcaktimit të thellësisë efektive të depërtimit të dislokimeve përmes teknologjisë së simulimit.
Kombinimi i eksperimenteve dhe simulimeve: Me krahasimin e imazheve topologjike të marra në mënyrë eksperimentale me rreze X me imazhet e simuluara, verifikohet saktësia e teknologjisë së simulimit në përcaktimin e llojit të dislokimit, vektorit Burgers dhe shpërndarjes hapësinore të dislokimeve në kristal.
Përfundimet e hulumtimit
Efektiviteti i teknologjisë së simulimit: Studimi tregon se teknologjia e simulimit të gjurmimit të rrezeve është një metodë e thjeshtë, jo shkatërruese dhe e paqartë për të zbuluar vetitë e llojeve të ndryshme të dislokimeve në SiC dhe mund të vlerësojë në mënyrë efektive thellësinë e depërtimit efektiv të dislokimeve.
Analiza e konfigurimit të dislokimit 3D: Nëpërmjet teknologjisë së simulimit, mund të kryhet analiza e konfigurimit të dislokimit 3D dhe matja e densitetit, e cila është thelbësore për të kuptuar sjelljen dhe evolucionin e dislokimeve gjatë rritjes së kristalit.
Aplikimet e ardhshme: Teknologjia e simulimit të gjurmimit të rrezeve pritet të zbatohet më tej në topologjinë me energji të lartë, si dhe në topologjinë e rrezeve X të bazuar në laborator. Përveç kësaj, kjo teknologji mund të shtrihet edhe në simulimin e karakteristikave të defektit të politipeve të tjerë (siç është 15R-SiC) ose materialeve të tjera gjysmëpërçuese.
Përmbledhje e figurës
Fig. 1: Diagrami skematik i konfigurimit të imazhit topologjik me rreze X të rrezatimit sinkrotron, duke përfshirë gjeometrinë e transmetimit (Laue), gjeometrinë e reflektimit të kundërt (Bragg) dhe gjeometrinë e incidencës së kullotjes. Këto gjeometri përdoren kryesisht për të regjistruar imazhe topologjike me rreze X.
Fig. 2: Diagrami skematik i difraksionit me rreze X të zonës së shtrembëruar rreth dislokimit të vidës. Kjo figurë shpjegon marrëdhënien ndërmjet rrezes rënëse (s0) dhe rrezes së difraksionit (sg) me rrafshin lokal të difraksionit normal (n) dhe këndin lokal Bragg (θB).
Fig. 3: Imazhet e topografisë me rreze X me reflektim prapa të mikrotubave (MPs) në një vaferë 6H–SiC dhe kontrasti i një dislokimi të simuluar të vidës (b = 6c) në të njëjtat kushte difraksioni.
Fig. 4: Çiftet e mikrotubave në një imazh topografik me reflektim të pasëm të një vafere 6H–SiC. Imazhet e të njëjtëve deputetë me hapësira të ndryshme dhe deputetët në drejtime të kundërta tregohen nga simulimet e gjurmimit të rrezeve.
Fig. 5: Tregohen imazhe topografike me rreze X të incidencës së kullotjes të dislokimeve të vidhave me bërthamë të mbyllur (TSDs) në një vaferë 4H–SiC. Imazhet tregojnë kontrast të zgjeruar të skajeve.
Fig. 6: Simulimet e gjurmimit të rrezeve të incidencës së kullotjes janë paraqitur imazhe topografike me rreze X të TSD-ve 1c me dorën e majtë dhe të djathtë në një vaferë 4H–SiC.
Fig. 7: Tregohen simulimet e gjurmimit të rrezeve të TSD në 4H–SiC dhe 6H–SiC, duke treguar dislokime me vektorë dhe politipe të ndryshëm Burgers.
Fig. 8: Tregon incidencën e kullotjes së imazheve topologjike me rreze X të llojeve të ndryshme të dislokimeve të skajeve të filetimit (TED) në vaferat 4H-SiC dhe imazhet topologjike TED të simuluara duke përdorur metodën e gjurmimit të rrezeve.
Fig. 9: Tregon imazhet topologjike me reflektim prapa me rreze X të llojeve të ndryshme TED në vaferat 4H-SiC dhe kontrastin e simuluar TED.
Fig. 10: Tregon imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të dislokimeve të filetimit të përzier (TMD) me vektorë specifikë të Burgers dhe imazhet topologjike eksperimentale.
Fig. 11: Tregon imazhet topologjike me reflektim të pasmë të dislokimeve të planit bazal (BPDs) në vaferat 4H-SiC dhe diagramin skematik të formimit të kontrastit të simuluar të dislokimit të skajit.
Fig. 12: Tregon imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të BPD-ve spirale me dorën e djathtë në thellësi të ndryshme duke marrë parasysh relaksimin e sipërfaqes dhe efektet e absorbimit fotoelektrik.
Fig. 13: Tregon imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të BPD-ve spirale me dorën e djathtë në thellësi të ndryshme dhe imazhet topologjike me rreze X të incidencës së kullotjes.
Fig. 14: Tregon diagramin skematik të dislokimeve të planit bazal në çdo drejtim në vaferat 4H-SiC dhe si të përcaktohet thellësia e depërtimit duke matur gjatësinë e projeksionit.
Fig. 15: Kontrasti i BPD-ve me vektorë të ndryshëm Burgers dhe drejtime të linjës në imazhet topologjike me rreze X të incidencës së kullotjes dhe rezultatet përkatëse të simulimit të gjurmimit të rrezeve.
Fig. 16: Imazhi i simulimit të gjurmimit të rrezeve të TSD të devijuar djathtas në vaferën 4H-SiC dhe imazhi topologjik i rrezeve X të incidencës së kullotjes janë paraqitur.
Fig. 17: Tregohen simulimi i gjurmimit të rrezeve dhe imazhi eksperimental i TSD-së së devijuar në vaferën 4H-SiC të zhvendosur 8°.
Fig. 18: Janë paraqitur imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të TSD-ve dhe TMD-ve të devijuara me vektorë të ndryshëm Burgers por të njëjtin drejtim të linjës.
Fig. 19: Imazhi i simulimit të gjurmimit të rrezeve të dislokimeve të tipit Frank, dhe imazhi topologjik i rrezeve X të incidencës përkatëse të kullotjes janë paraqitur.
Fig. 20: Tregohet imazhi topologjik i rrezeve të bardhë të transmetuar me rreze X të mikrotubit në vaferën 6H-SiC dhe imazhi i simulimit të gjurmimit të rrezeve.
Fig. 21: Tregohet imazhi topologjik monokromatik me rreze X të incidencës së kullotjes së kampionit të prerë në aksi të 6H-SiC dhe imazhi i simulimit të gjurmimit të rrezeve të BPD-ve.
Fig. 22: tregon imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të BPD-ve në mostrat e prera boshtore 6H-SiC në kënde të ndryshme përplasjeje.
Fig. 23: tregon imazhet e simulimit të gjurmimit të rrezeve të TED, TSD dhe TMD në mostrat e prera boshtore 6H-SiC sipas gjeometrisë së incidencës së kullotjes.
Fig. 24: tregon imazhet topologjike me rreze X të TSD-ve të devijuara në anët e ndryshme të linjës izoklinike në vaferën 4H-SiC dhe imazhet përkatëse të simulimit të gjurmimit të rrezeve.
Ky artikull është vetëm për ndarje akademike. Nëse ka ndonjë shkelje, ju lutemi na kontaktoni për ta fshirë atë.
Koha e postimit: Qershor-18-2024