Изилдөө фон
Кремний карбидинин (SiC) Колдонуу мааниси: Кең тилкелүү жарым өткөргүч материал катары кремний карбиди өзүнүн эң сонун электрдик касиеттеринен улам (мисалы, чоңураак тилке, электрондун каныккан ылдамдыгы жана жылуулук өткөрүмдүүлүк) көп көңүл бурду. Бул касиеттери аны жогорку жыштыктагы, жогорку температурадагы жана жогорку кубаттуулуктагы түзүлүштөрдү өндүрүүдө, өзгөчө электр энергиясы тармагында кеңири колдонулат.
Кристалл дефекттеринин таасири: SiCтин бул артыкчылыктарына карабастан, кристаллдардагы кемчиликтер жогорку өндүрүмдүүлүктөгү түзүлүштөрдүн өнүгүшүнө тоскоол болгон негизги көйгөй бойдон калууда. Бул кемчиликтер аппараттын иштешинин начарлашына алып келиши мүмкүн жана аппараттын ишенимдүүлүгүнө таасир этиши мүмкүн.
Рентгендик топологиялык сүрөттөө технологиясы: Кристаллдын өсүшүн оптималдаштыруу жана дефекттердин аппараттын иштешине тийгизген таасирин түшүнүү үчүн, SiC кристаллдарындагы кемтик конфигурациясын мүнөздөп, талдоо керек. Рентгендик топологиялык сүрөттөө (айрыкча синхротрондук нурлануу нурларын колдонуу) кристаллдын ички түзүлүшүнүн жогорку чечилиштеги сүрөттөрүн түзө ала турган мүнөздөмөнүн маанилүү ыкмасы болуп калды.
Идеяларды изилдөө
Рентгенге байкоо моделдөө технологиясына негизделген: Макала иш жүзүндөгү рентгендик топологиялык сүрөттөрдө байкалган дефекттик контрастты имитациялоо үчүн ориентациянын контрасттык механизмине негизделген нурларды издөө моделдөө технологиясын колдонууну сунуштайт. Бул ыкма ар кандай жарым өткөргүчтөрдөгү кристалл дефекттеринин касиеттерин изилдөөнүн эффективдүү ыкмасы экендиги далилденген.
Модельдештирүү технологиясын өркүндөтүү: 4H-SiC жана 6H-SiC кристаллдарында байкалган ар кандай дислокацияларды жакшыраак имитациялоо үчүн, изилдөөчүлөр нурларды издөө моделдөө технологиясын өркүндөтүштү жана беттик релаксациянын жана фотоэлектрдик жутуунун эффекттерин киргизишти.
Изилдөө мазмуну
Дислокациянын түрүн талдоо: Макалада нурларды көзөмөлдөө аркылуу SiCтин ар кандай политиптериндеги (анын ичинде 4H жана 6H) дислокациялардын ар кандай түрлөрүнүн мүнөздөмөсү системалуу түрдө каралат (мисалы, бурама дислокациялары, четиндеги дислокациялар, аралаш дислокациялар, базалдык тегиздик дислокациялар жана Франк тибиндеги дислокациялар) симуляция технологиясы.
Модельдештирүү технологиясын колдонуу: Алсыз нур топологиясы жана тегиз толкун топологиясы сыяктуу нурлардын ар кандай шарттарында нурларды издөө моделдөө технологиясын колдонуу, ошондой эле симуляция технологиясы аркылуу дислокациялардын эффективдүү кириш тереңдигин аныктоонун жолдору изилденет.
Эксперименттердин жана симуляциялардын айкалышы: Эксперименттик жол менен алынган рентген-топологиялык сүрөттөрдү симуляцияланган сүрөттөр менен салыштырып, дислокациянын түрүн, Бургерс векторун жана кристаллдагы дислокациялардын мейкиндикте бөлүштүрүлүшүн аныктоодо симуляция технологиясынын тактыгы текшерилет.
Изилдөө корутундулары
Модельдештирүү технологиясынын эффективдүүлүгү: Изилдөө көрсөткөндөй, нурларды издөө симуляциялоо технологиясы SiCдеги дислокациялардын ар кандай типтеринин касиеттерин ачуунун жөнөкөй, кыйратпаган жана бир түшүнүктүү ыкмасы болуп саналат жана дислокациялардын эффективдүү кирүү тереңдигин эффективдүү баалай алат.
3D дислокация конфигурациясын талдоо: симуляциялоо технологиясы аркылуу 3D дислокация конфигурациясын талдоо жана тыгыздыгын өлчөө жүргүзүлүшү мүмкүн, бул кристаллдын өсүшү учурунда дислокациялардын жүрүм-турумун жана эволюциясын түшүнүү үчүн абдан маанилүү.
Келечектеги тиркемелер: Рентгендик нурларды издөө технологиясын андан ары жогорку энергиялуу топологияга, ошондой эле лабораториялык рентгендик топологияга колдонуу күтүлүүдө. Мындан тышкары, бул технология башка политиптердин (мисалы, 15R-SiC) же башка жарым өткөргүч материалдардын дефекттик мүнөздөмөлөрүн моделдөө үчүн да жайылтылат.
Фигурага сереп салуу
1-сүрөт: синхротрон нурлануусунун схемалык диаграммасы, рентген-топологиялык сүрөттөө орнотуулары, анын ичинде өткөрүү (Laue) геометриясы, тескери чагылдыруу (Брагг) геометриясы жана жайыт инциденттеринин геометриясы. Бул геометриялар негизинен рентген-топологиялык сүрөттөрдү жазуу үчүн колдонулат.
2-сүрөт: Бурама дислокациясынын айланасындагы бурмаланган аймактын рентгендик дифракциясынын схемалык схемасы. Бул сүрөт түшкөн нур (s0) менен дифракцияланган нурдун (sg) локалдык дифракциялык тегиздик нормалдуу (n) жана жергиликтүү Брегг бурчу (θB) менен байланышын түшүндүрөт.
3-сүрөт: 6H–SiC пластинкасындагы микропродукттордун (МП) артка чагылуу рентген топографиясы жана бирдей дифракция шарттарында симуляцияланган бурама дислокациясынын (b = 6c) контрасты.
4-сүрөт: 6H–SiC пластинкасынын артка чагылдырылган топография сүрөттөлүшүндөгү микротруба жуптары. Бир эле депутаттардын ар кандай аралыктары менен жана карама-каршы багыттардагы депутаттардын сүрөттөрү нурлануу симуляциялары менен көрсөтүлөт.
5-сүрөт: 4H–SiC пластинасында жабык өзөктүү бурама дислокациясынын (TSDs) оттоо инцидентинин рентген-топографиялык сүрөттөрү көрсөтүлгөн. Сүрөттөр жакшыртылган чектин контрастын көрсөтөт.
6-сүрөт: 4H–SiC пластинкасындагы сол жана оң-тараптуу 1c TSDлердин, жайыттарга чалдыккандардын рентгендик топографиясынын сүрөттөрү көрсөтүлгөн.
7-сүрөт: 4H–SiC жана 6H–SiCдеги TSDлердин нурлуу трасса моделдери көрсөтүлгөн, алар бургердин ар кандай векторлору жана политиптери менен дислокацияларды көрсөтөт.
8-сүрөт: 4H-SiC пластиналарындагы жиптүү четтердин дислокацияларынын (TEDs) ар кандай типтеринин оттоо инцидентинин рентген-топологиялык сүрөттөрүн жана нурларды издөө ыкмасы менен симуляцияланган TED топологиялык сүрөттөрүн көрсөтөт.
9-сүрөт: 4H-SiC пластинкаларында ар кандай TED түрлөрүнүн рентген нурларынын кайра чагылдырылган топологиялык сүрөттөрүн жана симуляцияланган TED контрастын көрсөтөт.
10-сүрөт: Белгилүү Burgers векторлору менен аралаш жиптүү дислокациялардын (TMDs) нурларды издөө моделдөө сүрөттөрүн жана эксперименталдык топологиялык сүрөттөрдү көрсөтөт.
11-сүрөт: 4H-SiC пластинкаларында базалдык тегиздик дислокацияларынын (BPDs) артка чагылдырылган топологиялык сүрөттөрү жана симуляцияланган четинин дислокациясынын контрасттын пайда болушунун схемалык диаграммасы көрсөтүлгөн.
12-сүрөт: беттин релаксациясын жана фотоэлектрдик жутуу эффекттерин эске алуу менен ар кандай тереңдиктеги оң-тараптуу спиралдуу BPDлердин нурлануу симуляциялык сүрөттөрүн көрсөтөт.
13-сүрөт: Ар түрдүү тереңдиктердеги оң-тараптуу спиралдуу BPDлердин нурлануу симуляциясынын сүрөттөрүн жана оттоо инцидентинин рентгендик топологиялык сүрөттөрүн көрсөтөт.
14-сүрөт: 4H-SiC пластинкаларында каалаган багытта базалдык тегиздик дислокацияларынын схемалык схемасы жана проекциянын узундугун өлчөө аркылуу кирүү тереңдигин аныктоонун схемасы көрсөтүлгөн.
15-сүрөт: Жайылтуу инцидентинин рентгендик топологиялык сүрөттөрүндөгү ар кандай Бургерс векторлору жана сызык багыттары менен BPDлердин контрастын жана тиешелүү нурларды издөө симуляциясынын натыйжаларын.
16-сүрөт: 4H-SiC пластинкасындагы оң-тараптуу TSDдин нурга байкоо жүргүзүү симуляциясы жана жайыттын инциденттүү рентгендик топологиялык сүрөтү көрсөтүлгөн.
17-сүрөт: 8° офсеттик 4H-SiC пластинкасындагы бурулган TSDдин нурларды издөө симуляциясы жана эксперименталдык сүрөтү көрсөтүлгөн.
18-сүрөт: бургердин башка векторлору менен, бирок сызык багыты бирдей болгон бургердин бургеринин жана TMDдин бурмаланган нурлануучу моделдөө сүрөттөрү көрсөтүлгөн.
19-сүрөт: Фрэнк тибиндеги дислокациялардын нурлануу симуляциясынын сүрөтү жана тиешелүү жайлоо инцидентинин рентгендик топологиялык сүрөтү көрсөтүлгөн.
20-сүрөт: 6H-SiC пластинкасындагы микропродукттун өткөрүлүүчү ак нурунун рентгендик топологиялык сүрөтү жана нурлануу тренгинин симуляциялык сүрөтү көрсөтүлгөн.
21-сүрөт: 6H-SiCтин октук боюнча кесилген үлгүсүнүн оттоо инцидентинин монохроматтык рентген-топологиялык сүрөтү жана BPDтердин нурлануу симуляциясынын сүрөтү көрсөтүлгөн.
22-сүрөт: 6H-SiC октук боюнча кесилген үлгүлөрдөгү BPDлердин нурга байкоочу симуляциялык сүрөттөрүн ар кандай инцидент бурчтарында көрсөтөт.
23-сүрөт: 6H-SiC октук боюнча кесилген үлгүлөрдөгү TED, TSD жана TMDлардын нурлануу тренгинин симуляциялык сүрөттөрү, жайыттын инцидент геометриясы боюнча көрсөтүлгөн.
24-сүрөт: 4H-SiC пластинкасындагы изоклиникалык сызыктын ар кайсы тарабындагы бурулган TSDлердин рентген-топологиялык сүрөттөрү жана тиешелүү нурларды издөө симуляциялык сүрөттөрү.
Бул макала академиялык бөлүшүү үчүн гана. Эгерде кандайдыр бир бузуу болсо, аны жок кылуу үчүн биз менен байланышыңыз.
Посттун убактысы: 18-июнь-2024