Positron study of electron irradiation-induced vacancy defects in SiC

SiC中の原子空孔型欠陥の陽電子研究

河裾 厚男; 吉川 正人; 伊藤 久義; Krause-Rehberg, R.*; Redmann, F.*; 樋口 高年*; 別役 潔*

Kawasuso, Atsuo; Yoshikawa, Masahito; Ito, Hisayoshi; Krause-Rehberg, R.*; Redmann, F.*; Higuchi, Takatoshi*; Betsuyaku, Kiyoshi*

電子線照射によって立方晶及び六方晶SiC中に生成する原子空孔を陽電子消滅による電子運動量分布測定と理論的解析を通じて同定した結果について報告する。立方晶SiCでは、孤立シリコン空孔が主たる陽電子捕獲サイトであり、格子緩和の効果で陽電子寿命が増加していること、及び局所的な四面体対称性によりその電子運動量分布が説明できることが明らかになった。一方、六方晶SiCでは孤立シリコン空孔が熱回復した後も残留する新たな空孔型欠陥が、c軸に沿って不対電子を有していること、及び炭素1s内殻電子軌道と陽電子の消滅頻度が増加することから、炭素空孔-アンチサイト炭素複合欠陥であることが明らかになった。

In this presentation, we report identification of vacancy defects in cubic and hexagonal SiC irradiated with fast electrons through electron-pisitron momentum distribution measurements and theoretical analyses. In cubic SiC isolated silicon vacancies are responsible for positron trapping. The lifetime of positrons trapped at silicon vacancies is prolonged due to the outward lattice relaxation. Because of the local tetrahedral symmetry of silicon vacancies, the observed momentum distributions are consistently explained. In the case of hexagonal SiC, one particular vacancy defects appearing after annealing of isolated silicon vacancies have dangling bonds along the c-axis. From the enhancement of positron annihilation probability with carbon 1s electrons, the above defects are attributed to carbon-vacancy-antisite-carbon complexes.