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Enhanced damage buildup in C$$^{+}$$-implanted GaN film studied by a monoenergetic positron beam

低速陽電子ビームによる炭素イオン注入したGaN中の損傷蓄積効果の研究

Li, X. F.*; Chen, Z. Q.*; Liu, C.*; Zhang, H.; 河裾 厚男

Li, X. F.*; Chen, Z. Q.*; Liu, C.*; Zhang, H.; Kawasuso, Atsuo

280keV炭素イオン注入によりGaN中に導入される損傷を低速陽電子ビームを用いて研究した。陽電子消滅$$gamma$$線エネルギースペクトルのドップラー拡がりから、原子空孔クラスターが導入されていることが分かった。800$$^{circ}$$Cのアニールにより、それらはマイクロボイドに成長し、1000$$^{circ}$$Cのアニールでも残留することが明らかになった。透過電子顕微鏡観察の結果、損傷層は非晶質化していることが分かった。GaN中におけるイオン注入によるマイクロボイドの形成と非晶質化は、炭素イオンに特有の現象と考えられる。

Vacancy-type defects in C$$^{+}$$-implanted GaN were probed using a slow positron beam. The increase of Doppler broadening S parameter indicates introduction of arge vacancy clusters. Post-implantation annealing at temperatures up to 800$$^{circ}$$C makes these vacancy clusters to agglomerate into microvoids. The vacancy clusters or microvoids show high thermal stability, and they are only partially removed after annealing up to 1000$$^{circ}$$C. Amorphous regions are observed by high resolution transmission electron microscopy measurement, which directly confirms that amorphization is induced by C$$^{+}$$-implantation. The disordered GaN lattice is possibly due to special feature of carbon impurities, which enhance the damage buildup during implantation.

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パーセンタイル:18.22

分野:Physics, Applied

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