Спектр ЭПР в n-6Н SiC при больших концентрациях донорного азота

Abstract

В температурном интервале 4,2-40 К на частоте 140 ГГц исследованы спектры ЭПР азота в образцах 6Н политипа карбида кремния, выращенных методом Лели, с концентрацией нескомпенсированного азота от 2*10¹⁶ до 10¹⁹см⁻³. При увеличении концентрации азота свыше 7*10¹⁷см⁻³ на фоне спектра ЭПР одиночных центров азота наблюдаются две дополнительные широкие S-линии. Температурные зависимости ширины, интенсивности и g-факторов S1- и 52-линий показывают, что механизмом электронной делокализации в 6Н SiC с большой концентрацией доноров является прыжковое движение электрона донора между атомами азота в гексагональной и кубических позициях. Определены величины разности потенциальных барьеров между занятой и незанятой донорным электроном позициями атомов азота.

У температурному інтервалі 4,2-40 К на частоті 140 ГГц досліджено спектри ЕПР азоту у зразках 6Н політипа карбіда кремнію, вирощених методом Лелі з концентрацією некомпенсованого азоту від 2*10¹⁶ до 10¹⁹см⁻³ При збільшенні концентрації азоту понад 7*10¹⁷см⁻³ на фоні спектра ЕПР одиночних центрів азоту спостерігаються дві додаткові широкі S-лінії. Температурні залежності ширин, інтенсивностей та g-факторів S1- та $2-ліній вказують, що механізмом електронної делокалізації у 6Н SiC при великій концентрації донорів є стрибковий рух електрона донора між атомами азоту у гексагональній та кубічних позиціях. Встановлено величини різниці потенціальних бар’єрів між зайнятою та незайнятою донорним електроном позиціями атомів азоту.

The EPR spectra of nitrogen in 6H SiC Lely grown samples with nitrogen concentration from 2*10¹⁶ до 10¹⁹см⁻³ were investigated at a frequency 140 GHz and T = 4.2-40 K. As nitrogen concentration is increased above 7*10¹⁷см⁻³ two additional wide exchange S-lines appear in the spectrum of single nitrogen centres. The temperature dependences of the width, intensity and the g-values of the SI- and S2-lines show that hopping motion of the donor electron between nitrogen atoms at hexagonal and cubic sites is responsible for electron delocalization in 6H SiC with higher donor concentration. The values of the potential difference between an occupied and an unoccupied hexagonal and two cubic sites were determined.