Tadqiqot foni
Silikon karbidning (SiC) qo'llanilishining ahamiyati: Keng tarmoqli yarimo'tkazgich materiali sifatida kremniy karbid o'zining ajoyib elektr xususiyatlari (kattaroq tarmoqli oralig'i, yuqori elektron to'yinganlik tezligi va issiqlik o'tkazuvchanligi kabi) tufayli katta e'tiborni tortdi. Bu xususiyatlar uni yuqori chastotali, yuqori haroratli va yuqori quvvatli qurilmalar ishlab chiqarishda, ayniqsa energiya elektronikasi sohasida keng qo'llash imkonini beradi.
Kristal nuqsonlarining ta'siri: SiC ning bunday afzalliklariga qaramay, kristallardagi nuqsonlar yuqori samarali qurilmalarni ishlab chiqishga to'sqinlik qiluvchi asosiy muammo bo'lib qolmoqda. Bu nuqsonlar qurilmaning ishlashining pasayishiga olib kelishi va qurilma ishonchliligiga ta'sir qilishi mumkin.
X-nurli topologik tasvirlash texnologiyasi: Kristal o'sishini optimallashtirish va nuqsonlarning qurilma ishlashiga ta'sirini tushunish uchun SiC kristallaridagi nuqson konfiguratsiyasini tavsiflash va tahlil qilish kerak. X-nurli topologik tasvirlash (ayniqsa, sinxrotron nurlanish nurlaridan foydalangan holda) kristallning ichki tuzilishining yuqori aniqlikdagi tasvirlarini yaratishga qodir bo'lgan muhim tavsiflash usuliga aylandi.
Tadqiqot g'oyalari
Nurlarni kuzatish simulyatsiya texnologiyasiga asoslangan: Maqolada haqiqiy rentgen topologik tasvirlarida kuzatilgan nuqson kontrastini taqlid qilish uchun orientatsiya kontrasti mexanizmiga asoslangan nurlarni kuzatish simulyatsiyasi texnologiyasidan foydalanish taklif etiladi. Bu usul turli yarim o‘tkazgichlardagi kristall nuqsonlarning xossalarini o‘rganishning samarali usuli ekanligi isbotlangan.
Simulyatsiya texnologiyasini takomillashtirish: 4H-SiC va 6H-SiC kristallarida kuzatilgan turli dislokatsiyalarni yaxshiroq taqlid qilish uchun tadqiqotchilar nurlarni kuzatish simulyatsiya texnologiyasini takomillashtirdilar va sirt bo'shashishi va fotoelektrik yutilish ta'sirini birlashtirdilar.
Tadqiqot mazmuni
Dislokatsiya turini tahlil qilish: Maqolada nurli kuzatuv yordamida SiC ning turli politiplarida (shu jumladan 4H va 6H) har xil turdagi dislokatsiyalar (masalan, vintlardek dislokatsiyalar, chekka dislokatsiyalar, aralash dislokatsiyalar, bazal tekislik dislokatsiyalari va Frank tipidagi dislokatsiyalar) tavsifi tizimli ravishda ko'rib chiqiladi. simulyatsiya texnologiyasi.
Simulyatsiya texnologiyasini qo'llash: Nurlarni kuzatish simulyatsiya texnologiyasini zaif nur topologiyasi va tekis to'lqin topologiyasi kabi turli xil nur sharoitlarida qo'llash, shuningdek, simulyatsiya texnologiyasi orqali dislokatsiyalarning samarali kirib borish chuqurligini aniqlash o'rganiladi.
Tajribalar va simulyatsiyalar kombinatsiyasi: Eksperimental olingan rentgen topologik tasvirlarni simulyatsiya qilingan tasvirlar bilan taqqoslash orqali dislokatsiya turini, Burgers vektorini va kristalldagi dislokatsiyalarning fazoviy taqsimotini aniqlashda simulyatsiya texnologiyasining aniqligi tekshiriladi.
Tadqiqot xulosalari
Simulyatsiya texnologiyasining samaradorligi: Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, nurlarni kuzatish simulyatsiya texnologiyasi SiCda turli xil dislokatsiyalarning xususiyatlarini ochib berishning oddiy, buzilmaydigan va bir ma'noli usuli bo'lib, dislokatsiyalarning samarali kirib borish chuqurligini samarali baholashi mumkin.
3D dislokatsiya konfiguratsiyasi tahlili: Simulyatsiya texnologiyasi orqali 3D dislokatsiya konfiguratsiyasini tahlil qilish va zichlikni o'lchash mumkin, bu kristall o'sishi paytida dislokatsiyalarning xatti-harakati va evolyutsiyasini tushunish uchun juda muhimdir.
Kelajakda qo'llanilishi: Nurni kuzatish simulyatsiyasi texnologiyasi yuqori energiyali topologiyaga, shuningdek, laboratoriyaga asoslangan rentgen topologiyasiga qo'llanilishi kutilmoqda. Bundan tashqari, ushbu texnologiya boshqa politiplarning (masalan, 15R-SiC) yoki boshqa yarim o'tkazgich materiallarining nuqsonli xususiyatlarini simulyatsiya qilish uchun ham kengaytirilishi mumkin.
Rasmga umumiy nuqtai
1-rasm: Sinxrotron nurlanishining rentgen-topologik tasvirini o'rnatish sxemasi, jumladan, uzatish (Laue) geometriyasi, teskari aks ettirish (Bragg) geometriyasi va o'tlash hodisasi geometriyasi. Bu geometriyalar asosan rentgen topologik tasvirlarini yozish uchun ishlatiladi.
2-rasm: Vint dislokatsiyasi atrofidagi buzilgan maydonning rentgen nurlanishining sxematik diagrammasi. Bu rasm tushayotgan nur (s0) va diffraktsiya nuri (sg) o'rtasidagi mahalliy diffraktsiya tekisligi normal (n) va mahalliy Bragg burchagi (thB) bilan bog'liqligini tushuntiradi.
3-rasm: 6H–SiC plastinadagi mikroquvurlarning (MP) orqa aks ettiruvchi rentgen topografiyasi va bir xil diffraktsiya sharoitida simulyatsiya qilingan vint dislokatsiyasining kontrasti (b = 6c).
4-rasm: 6H–SiC gofretning orqa aks topografiyasi tasviridagi mikronaycha juftlari. Turli oraliqlar va qarama-qarshi yo'nalishdagi bir xil deputatlarning tasvirlari nurli kuzatuv simulyatsiyasi orqali ko'rsatilgan.
5-rasm: 4H–SiC plitasidagi yopiq yadroli vint dislokatsiyalarining (TSD) o'tlash chastotasi rentgen topografiyasi tasvirlari ko'rsatilgan. Rasmlar kengaytirilgan chekka kontrastini ko'rsatadi.
6-rasm: 4H–SiC plastinadagi chap va o'ng qo'l 1c TSDlarning o'tlash bilan kasallanishning rentgen topografiyasi tasvirlari.
7-rasm: 4H–SiC va 6H–SiC dagi TSDlarning nurli kuzatuv simulyatsiyalari ko'rsatilgan, turli Burger vektorlari va politiplari bilan dislokatsiyalarni ko'rsatadi.
8-rasm: 4H-SiC plastinalarda turli tipdagi yivli qirralarning dislokatsiyasining (TED) o'tlash chastotasi rentgen-topologik tasvirlari va nurlarni kuzatish usuli yordamida simulyatsiya qilingan TED topologik tasvirlari ko'rsatilgan.
9-rasm: 4H-SiC gofretlarida turli xil TED turlarining rentgen nurlari orqa aksi topologik tasvirlari va simulyatsiya qilingan TED kontrasti ko'rsatilgan.
10-rasm: Maxsus Burgers vektorlari bilan aralash tishli dislokatsiyalarning (TMD) nurli kuzatuv simulyatsiyasi tasvirlari va eksperimental topologik tasvirlar ko'rsatilgan.
11-rasm: 4H-SiC gofretlarida bazal tekislik dislokatsiyasining (BPDs) orqa aks ettiruvchi topologik tasvirlari va simulyatsiya qilingan chekka dislokatsiya kontrasti shakllanishining sxematik diagrammasi ko'rsatilgan.
12-rasm: sirt bo'shashishi va fotoelektrik yutilish effektlarini hisobga olgan holda turli xil chuqurlikdagi o'ng qo'lli spiral BPDlarning nurlanish kuzatuvi simulyatsiya tasvirlarini ko'rsatadi.
13-rasm: Turli chuqurlikdagi o'ng qo'lli spiral BPDlarning nurlanish kuzatuvi simulyatsiyasi tasvirlari va o'tlash chastotasi rentgen topologik tasvirlarini ko'rsatadi.
14-rasm: 4H-SiC gofretlarida istalgan yo'nalishda bazal tekislik dislokatsiyasining sxematik diagrammasi va proyeksiya uzunligini o'lchash orqali penetratsiya chuqurligini aniqlash usuli ko'rsatilgan.
15-rasm: BPDlarning turli Burger vektorlari va o'tlash chastotasi rentgen topologik tasvirlaridagi chiziq yo'nalishlari bilan kontrasti va mos keladigan nurlarni kuzatish simulyatsiyasi natijalari.
16-rasm: 4H-SiC gofretida o'ng qo'l bilan burilgan TSDning nurlanish kuzatuvi simulyatsiyasi tasviri va o'tlash chastotasi rentgen topologik tasviri ko'rsatilgan.
17-rasm: 8° ofsetli 4H-SiC gofretida egilgan TSD ning nurlarni kuzatish simulyatsiyasi va eksperimental tasviri ko'rsatilgan.
18-rasm: Turli Burger vektorlari bo'lgan, lekin bir xil chiziq yo'nalishiga ega bo'lgan egilgan TSD va TMDlarning nurli kuzatuv simulyatsiyasi tasvirlari ko'rsatilgan.
19-rasm: Frank tipidagi dislokatsiyalarning nurlanish kuzatuvi simulyatsiyasi tasviri va mos keladigan yaylov insidansı rentgen topologik tasviri ko'rsatilgan.
20-rasm: 6H-SiC gofretidagi mikroquvurning uzatilgan oq nurli rentgen topologik tasviri va nurlanishni kuzatish simulyatsiya tasviri ko'rsatilgan.
21-rasm: 6H-SiC ning eksenel kesilgan namunasining o'tlash chastotasi monoxromatik rentgen topologik tasviri va BPDlarning nurlanishni kuzatish simulyatsiya tasviri ko'rsatilgan.
22-rasm: 6H-SiC eksenel ravishda kesilgan namunalardagi BPDlarning turli xil burchak burchaklarida nurlarni kuzatish simulyatsiya tasvirlarini ko'rsatadi.
23-rasm: 6H-SiC eksenel kesilgan namunalardagi TED, TSD va TMDlarning nurlanish kuzatuvi simulyatsiyasi tasvirlarini o'tlash hodisasi geometriyasi ostida ko'rsatadi.
24-rasm: 4H-SiC gofretidagi izoklinik chiziqning turli tomonlarida deflektsiyalangan TSDlarning rentgen-topologik tasvirlari va mos keladigan nurlarni kuzatish simulyatsiya tasvirlari ko'rsatilgan.
Ushbu maqola faqat akademik almashish uchun. Agar biron bir qoidabuzarlik bo'lsa, uni o'chirish uchun biz bilan bog'laning.
Xabar vaqti: 2024 yil 18-iyun