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Temporal donor generation in undoped hydrogenated amorphous silicon induced by swift proton bombardment

高エネルギー陽子線照射によって引き起こされる非ドープ水素化アモルファスシリコンの一時的なドナー生成

佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*

Sato, Shinichiro; Sai, Hitoshi*; Oshima, Takeshi; Imaizumi, Mitsuru*; Shimazaki, Kazunori*; Kondo, Michio*

非ドープ水素化アモルファスシリコン半導体の高エネルギー陽子線照射によるゼーベック係数の変化について調べた。3.0MeV陽子線を3.1$$times$$10$$^{11}$$から5.0$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^2$$照射すると負のゼーベック係数を示したが、5.3$$times$$10$$^{13}$$/cm$$^2$$以上照射するとゼーベック効果が現れなかった。この結果は伝導電子を発生させるドナー型の欠陥中心が低フルエンスの領域において生成するが、このドナー型の欠陥中心は高フルエンス領域では消失するか、あるいは他に発生する照射欠陥によって補償されてしまうことを示唆している。また、これらの現象は時間とともに減衰することから、ドナー型の欠陥中心は一時的にしか生成しない不安定なものであるといえる。

Seebeck coefficient variations of undoped hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) semiconductors due to swift proton irradiation were investigated using an in-situ thermoelectric power measurement system. Undoped a-Si:H irradiated with 3.0 MeV protons at a fluence regime of 3.1$$times$$10$$^{11}$$ - 5.0$$times$$10$$^{12}$$/cm$$^2$$ showed a negative Seebeck coefficient although the Seebeck effect was not observed at fluences above 5.3$$times$$10$$^{13}$$ /cm$$^2$$. These results suggest that donor like centers are generated by low fluence proton irradiation, whereas the donor centers are compensated by radiation-induced defects or themselves disappear after high fluence proton irradiation. These effects decay with time, giving the donor centers a temporal nature.

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分野:Physics, Applied

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