Судалгааны суурь
Цахиур карбидын хэрэглээний ач холбогдол (SiC): Өргөн хүрээтэй хагас дамжуулагч материалын хувьд цахиур карбид нь маш сайн цахилгаан шинж чанараараа (илүү том зурвасын зай, электроны ханалтын хурд, дулаан дамжуулалт зэрэг) олны анхаарлыг татсан. Эдгээр шинж чанарууд нь өндөр давтамж, өндөр температур, өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмж үйлдвэрлэх, ялангуяа цахилгаан электроникийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Кристалын согогийн нөлөө: SiC-ийн эдгээр давуу талыг үл харгалзан талст дахь согогууд нь өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдийн хөгжилд саад учруулж буй томоохон асуудал хэвээр байна. Эдгээр согогууд нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг бууруулж, төхөөрөмжийн найдвартай байдалд нөлөөлж болзошгүй.
Рентген туяаны топологийн дүрслэлийн технологи: Кристал өсөлтийг оновчтой болгох, төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд согогийн нөлөөллийг ойлгохын тулд SiC талст дахь согогийн тохиргоог тодорхойлж, дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай. Рентген туяаны топологийн дүрслэл (ялангуяа синхротрон цацрагийн цацрагийг ашиглах) нь болорын дотоод бүтцийн өндөр нарийвчлалтай зургийг гаргах чухал шинж чанарыг тодорхойлох арга болжээ.
Судалгааны санаанууд
Цацрагийн ул мөрийг загварчлах технологид үндэслэсэн: Энэхүү нийтлэл нь бодит рентген топологийн зураг дээр ажиглагдсан согогийн тодосгогчийг дуурайхын тулд чиг баримжаа олгох тодосгогч механизм дээр суурилсан туяа мөрдөх симуляцийн технологийг ашиглахыг санал болгож байна. Энэ арга нь янз бүрийн хагас дамжуулагчийн талст согогийн шинж чанарыг судлах үр дүнтэй арга болох нь батлагдсан.
Симуляцийн технологийг боловсронгуй болгох: 4H-SiC болон 6H-SiC талстуудад ажиглагдсан янз бүрийн дислокацийг илүү сайн загварчлахын тулд судлаачид туяа хянах симуляцийн технологийг сайжруулж, гадаргуугийн сулрал, фотоэлектрик шингээлтийн нөлөөг нэгтгэсэн.
Судалгааны агуулга
Дислокацын төрлийн шинжилгээ: Уг нийтлэлд туяа хянах аргыг ашиглан SiC-ийн янз бүрийн политипт (4H ба 6H орно) янз бүрийн төрлийн мултралын шинж чанарыг (шураг мултрал, захын мултрал, холимог мултрал, суурь хавтгайн мултрал, Франк төрлийн мултрал гэх мэт) системтэйгээр авч үзсэн болно. симуляцийн технологи.
Симуляцийн технологийн хэрэглээ: Сул цацрагийн топологи, хавтгай долгионы топологи гэх мэт өөр өөр цацрагийн нөхцөлд туяа хянах симуляцийн технологийг ашиглах, мөн симуляцийн технологиор дамжуулан мултралын үр дүнтэй нэвтрэлтийн гүнийг хэрхэн тодорхойлох талаар судалж байна.
Туршилт, симуляцийн хослол: Туршилтаар олж авсан рентген топологийн зургийг загварчилсан зурагтай харьцуулан дислокацын төрөл, Бургерс вектор, талст дахь дислокацын орон зайн тархалтыг тодорхойлох симуляцийн технологийн нарийвчлалыг баталгаажуулна.
Судалгааны дүгнэлт
Симуляцийн технологийн үр нөлөө: Судалгаанаас үзэхэд туяа хянах симуляцийн технологи нь SiC дахь янз бүрийн хэлбэрийн мултралын шинж чанарыг илрүүлэх энгийн, үл эвдэх, хоёрдмол утгагүй арга бөгөөд мултралын үр дүнтэй нэвтрэлтийн гүнийг үр дүнтэй тооцоолох боломжтой.
3D дислокацийн тохиргооны шинжилгээ: Симуляцийн технологийн тусламжтайгаар 3D дислокацийн тохиргооны шинжилгээ болон нягтын хэмжилтийг хийж болох бөгөөд энэ нь болор өсөлтийн үеийн мултралын төлөв байдал, хувьслыг ойлгоход маш чухал юм.
Цаашдын хэрэглээ: Рентген туяаны загварчлалын технологийг өндөр энергийн топологи, түүнчлэн лабораторид суурилсан рентген топологид цаашид ашиглах төлөвтэй байна. Нэмж дурдахад энэ технологийг бусад политип (15R-SiC гэх мэт) эсвэл бусад хагас дамжуулагч материалын согогийн шинж чанарыг загварчлахад өргөтгөж болно.
Зургийн тойм
Зураг 1: Дамжуулах (Laue) геометр, урвуу тусгал (Брагг) геометр, бэлчээрийн өвчлөлийн геометр зэрэг синхротрон цацрагийн рентген топологийн дүрслэлийн схемийн схем. Эдгээр геометрийг голчлон рентген топологийн дүрсийг бүртгэхэд ашигладаг.
Зураг 2: Шургийн мултралын эргэн тойрон дахь гажсан хэсгийн рентген туяаны дифракцийн бүдүүвч диаграмм. Энэ зураг нь туссан цацраг (s0) ба сарнисан цацраг (sg) хоорондын хамаарлыг орон нутгийн дифракцийн хавтгайн хэвийн (n) ба орон нутгийн Браггийн өнцөг (θB) -тай тайлбарлав.
Зураг 3: 6H–SiC хавтан дээрх микро хоолойн (MPs) арын тусгалтай рентген топографийн зураг ба ижил дифракцийн нөхцөлд шурагны мултралын (b = 6c) ялгаатай байдал.
4-р зураг: 6H–SiC хавтанцарын арын тусгалтай топографийн дүрс дэх бичил хоолойн хосууд. Нэг УИХ-ын гишүүний өөр өөр зайтай, эсрэг чиглэлд байгаа УИХ-ын гишүүдийн зургийг цацрагийн дүрслэлээр үзүүлэв.
Зураг 5: Бэлчээрийн өвчлөл 4H–SiC хавтан дээрх хаалттай шураг мултралын (TSDs) рентген топографийн зургийг үзүүлэв. Зургууд нь сайжруулсан ирмэгийн тодосгогчийг харуулж байна.
Зураг 6: 4H–SiC хавтан дээрх зүүн ба баруун гартай 1c TSD-ийн бэлчээрийн өвчлөлийн рентген туяаны топографийн зургийг үзүүлэв.
Зураг 7: 4H–SiC ба 6H–SiC дахь TSD-ийн туяа мөрдөх симуляцийг харуулсан бөгөөд янз бүрийн бургерын вектор ба политипүүдтэй мултралуудыг харуулсан.
Зураг 8: 4H-SiC хавтан дээрх янз бүрийн төрлийн урсах ирмэгийн мултралын (TED) бэлчээрийн тохиолдлын рентген топологийн зураг, туяа хянах аргыг ашиглан загварчилсан TED топологийн зургийг үзүүлэв.
Зураг 9: 4H-SiC хавтан дээрх янз бүрийн TED төрлийн рентген туяаны арын тусгалын топологийн дүрс, загварчилсан TED тодосгогчийг харуулав.
10-р зураг: Бургерын тусгай векторуудтай холимог урсгалын мултралын (TMDs) туяа мөрдөх симуляцийн зургууд болон туршилтын топологийн зургуудыг үзүүлэв.
11-р зураг: 4H-SiC хавтан дээрх суурь хавтгайн мултралын (BPDs) арын тусгалтай топологийн зургууд болон ирмэгийн мултралын тодосгогч үүсэх симуляцийн бүдүүвч диаграммыг үзүүлэв.
Зураг 12: Гадаргуугийн сулрал ба фотоэлектрик шингээлтийн нөлөөг харгалзан өөр өөр гүнд байрлах баруун гар талын мушгиа хэлбэрийн BPD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн зургийг үзүүлэв.
Зураг 13: Янз бүрийн гүнд байрлах баруун гар талын мушгиа хэлбэрийн BPD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн зураг, бэлчээрийн тохиолдлын рентген топологийн зургийг үзүүлэв.
14-р зураг: 4H-SiC хавтан дээр аль ч чиглэлд суурь хавтгайн мултралын бүдүүвч диаграммыг, проекцийн уртыг хэмжих замаар нэвтрэлтийн гүнийг хэрхэн тодорхойлохыг харуулав.
Зураг 15: Бэлчээрийн өвчлөлийн рентген топологийн зураг дээрх Бургерын янз бүрийн вектор ба шугамын чиглэлтэй BPD-ийн ялгаатай байдал, харгалзах туяа мөрдөх симуляцийн үр дүн.
16-р зураг: 4H-SiC хавтан дээрх баруун гараараа хазайсан TSD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн дүрс, бэлчээрийн тохиолдлын рентген топологийн зургийг үзүүлэв.
17-р зураг: 8° офсет 4H-SiC хавтан дээрх хазайсан TSD-ийн туяа хянах загварчлал ба туршилтын зургийг үзүүлэв.
Зураг 18: Бургерын өөр өөр вектортой, гэхдээ шугамын чиглэл нь ижил, хазайсан TSD болон TMD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн зургийг үзүүлэв.
19-р зураг: Фрэнк хэлбэрийн мултралын туяа мөрдөх симуляцийн дүрс, харгалзах бэлчээрийн тохиолдлын рентген туяаны топологийн зургийг үзүүлэв.
20-р зураг: 6H-SiC хавтан дээрх микро хоолойны дамжуулсан цагаан цацрагийн рентген топологийн дүрс, туяа мөрдөх симуляцийн зургийг үзүүлэв.
21-р зураг: 6H-SiC-ийн тэнхлэгийн дагуу зүсэгдсэн дээжийн бэлчээрийн тохиолдлын монохромат рентген топологийн зураг, BPD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн зургийг үзүүлэв.
22-р зураг: 6H-SiC тэнхлэгийн дагуу зүсэгдсэн дээж дэх BPD-ийн цацрагийг хянах симуляцийн зургийг янз бүрийн өнцгөөр үзүүлэв.
Зураг 23: бэлчээрийн өвчлөлийн геометрийн дагуу тэнхлэгийн дагуу зүссэн дээжийн TED, TSD болон TMD-ийн туяа мөрдөх симуляцийн зургийг 6H-SiC-д үзүүлэв.
24-р зураг: 4H-SiC талст дээрх изоклиник шугамын янз бүрийн тал дахь хазайсан TSD-ийн рентген топологийн зураг, харгалзах туяа мөрдөх симуляцийн зургийг үзүүлэв.
Энэ нийтлэл нь зөвхөн эрдэм шинжилгээний хуваалцах зориулалттай. Хэрэв ямар нэгэн зөрчил байвал бидэнтэй холбогдож устгана уу.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 18