Piezospektroskopie an Stickstoff-Sauerstoff-Komplexen in Silizium
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projekts ist es gelungen die elektronischen Übergänge der N-O-korrelierten flachen Donatoren in Silizium im Ferninfraroten mittels hochauflösender Fourierspektroskopie unter uniaxialem Druck zu untersuchen. In erster Näherung können die beobachteten Druckabhängigkeiten der Übergänge beschrieben werden durch T2-artige Grund- und Anregungszustände der Wellenfunktion des Donatorelektrons. Kleine Verschiebungen bzw. Aufspaltungen haben ihre Ursache in der Störung der Orientierungsentartung von niedersymmetrischen Zentren. Nichttineare Effekte bei einigen der Übergänge werden der Wechselwirkung mit höher liegenden Is-Zuständen zugeschrieben. Die vollständige Analyse der beobachtbaren Übergänge von N-O-3 und N-O-5 unter Beachtung der Auswahlregeln und der Bandenintensitäten bei Einstrahlung von polarisiertem Licht belegen, dass die elektronischen Übergänge gestört werden durch ein Defektpotential mit C2v-Syssmetrie. Die N-O-Zentren selbst besitzen nach dieser Analyse eine Ausrichtung entlang der <110>-Achse und haben eine zweizählige Symmetrieachse in <100>-Richtung. Die Donatonwellenfunktion besteht aus einem einzigen Paar von Blochzuständen aus zwei gegenüberliegenden Bandminima im k- Raum. Theoretische Modelle zur Struktur der N-O-Komplexe müssen neu bewertet werden. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Physical Review B veröffentlicht und erhielten dort die „Auszeichnung" Editor's Choice.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Comparative mid- and far-infrared spectroscopy of nitrogen-oxygen complexes in silicon, Physica B 404, 4549 (2009)
H. Ch. Alt and H. E. Wagner
- Thermal stability and vibrational spectroscopy of N-O shallow donor centers in silicon, J. Appl. Phys. 106, 103511 (2009)
H. Ch. Alt and H. E. Wagner
- Piezospectroscopy of nitrogen-oxygen shallow donor complexes in silicon, Phys. Rev. B 82, 115203 (2010)
H. Ch. Alt and H. E. Wagner
