Фізичні властивості парамагнітних донорів азоту у монокристалах та нанопорошках карбіду кремнію

Номер роботи - M 55 ДОПУЩЕНА ДО УЧАСТІ

Представлено Національним технічним університетом України "Київський політехнічний інститут".

Автор: Савченко Д.В., к.ф.-м.н.

Роботу спрямовано на встановлення фізичних властивостей донорів азоту у монокристалах та нанопорошках карбіду кремнію на основі їх систематичного дослідження методами стаціонарного та імпульсного магнітного резонансу. Виявлено парамагнітний триплетний центр (S = 1) у монокристалах 4H та 6H політипів карбіду кремнію n-типу, який було ідентифіковано як віддалена пара атомів азоту, що заміщують квазікубічну та гексагональну позиції у гратці карбіду кремнію, пов'язаних між собою атомом кремнію, яка формуються незалежно від методу вирощування монокристалів карбіду кремнію та концентрації донорів азоту.

Запропонувано концепцію про можливість заміщення атомами азоту не лише вузлів вуглецію, а і вузлів кремнію, які створюють глибокі донорні стани азоту у забороненій зоні у монокристалах 6H та 15R політипів карбіду кремнію. Отримано магнітні та електричні властивості електронів провідності у монокристалах 4Н та 6H політипах карбіду кремнію. У високолегованих монокристалах 6H політипу карбіду кремнію n-типу виявлено перехід діелектрик-метал (перехід Мотта), температура якого залежить від концентрації донорів. У самовпорядкованих наноструктурах карбіду кремнію, отриманих методом планарної дифузійної технології без попереднього опромінення, виявлено парамагнітний азотно-вакансійний центр у триплетному стані (S = 1), що має практичне значення для розвитку спінтроніки, а саме розробки на них кубітів для квантових обчислювальних операцій. У підкладках напівізолюючого 4H політипу карбіду кремнію експериментально досліджено та теоретично описано процеси довготривалої фотопровідності та довготривалої релаксації нерівноважних носіїв заряду, захоплених на дефектні та домішкові центри. Отримано кінетичні характеристики фоточутливих парамагнітних центрів (зокрема донорів азоту) та величини ймовірностей електронних та діркових переходів між ними після припинення фотозбудження. Встановлено найбільш ефективні електронні процеси, відповідальні за довготривалу релаксацію та довготривалу фотопровідність у підкладках напівізолюючого 4H політипу карбіду кремнію. Виявлено квантово-розмірний ефект для донорів азоту у нанопорошках карбіду кремнію, який призводить до делокалізації хвильової функції донорів азоту із зменшенням розміру частинок (d < 50 нм).

Кількість публікацій: 90, в т.ч. за тематикою роботи - монографія, 15 статей ( 14 - у зарубіжних виданнях), 14 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 78 (згідно з базою даних Scopus), h-індекс = 5.