Rannsóknarbakgrunnur
Mikilvægi notkunar kísilkarbíðs (SiC): Sem hálfleiðara efni með breitt bandgap hefur kísilkarbíð vakið mikla athygli vegna framúrskarandi rafeiginleika (svo sem stærra bandbil, meiri rafeindamettunarhraði og hitaleiðni). Þessir eiginleikar gera það að verkum að það er mikið notað í hátíðni, háhita og aflmikilli tækjaframleiðslu, sérstaklega á sviði rafeindatækni.
Áhrif kristalgalla: Þrátt fyrir þessa kosti SiC eru gallar í kristöllum enn stórt vandamál sem hindrar þróun afkastamikilla tækja. Þessir gallar geta valdið skertri frammistöðu tækisins og haft áhrif á áreiðanleika tækisins.
Röntgenmyndatækni: Til að hámarka kristalvöxt og skilja áhrif galla á afköst tækisins er nauðsynlegt að einkenna og greina gallauppsetningu í SiC kristöllum. Röntgenmyndagerð (sérstaklega með því að nota synchrotron geislunargeisla) er orðin mikilvæg lýsingutækni sem getur framleitt háupplausnarmyndir af innri byggingu kristalsins.
Rannsóknarhugmyndir
Byggt á geislunarhermitækni: Í greininni er lagt til að nota geislarekningarhermunartækni sem byggist á stefnumótunarskilabúnaði til að líkja eftir misskilningi sem sést í raunverulegum röntgengeislamyndum. Sýnt hefur verið fram á að þessi aðferð sé áhrifarík leið til að rannsaka eiginleika kristalgalla í ýmsum hálfleiðurum.
Endurbætur á hermitækni: Til þess að líkja betur eftir mismunandi tilfærslum sem sést hafa í 4H-SiC og 6H-SiC kristöllum, bættu rannsakendur geislaleitarhermunartæknina og innlimuðu áhrif yfirborðsslökunar og frásogs ljóss.
Rannsóknarefni
Gerðargreining á liðfærslu: Í greininni er kerfisbundið farið yfir einkenni mismunandi tegunda tilfærslna (svo sem skrúfulosna, brúnalosna, blönduðra liðfæringa, basalplana dislocations og Frank-gerð dislocations) í mismunandi fjölgerðum SiC (þar á meðal 4H og 6H) með því að nota geislagreiningu uppgerð tækni.
Notkun hermunartækni: Notkun geislarekningarhermunartækni við mismunandi geislaaðstæður eins og staðfræði við veikburða geisla og svæðisfræði planbylgju, sem og hvernig á að ákvarða skilvirka skarpskyggni dýpt tilfæringa með hermitækni er rannsakað.
Samsetning tilrauna og uppgerða: Með því að bera saman röntgenmyndirnar sem fengust í tilraunaskyni við eftirlíkingarmyndirnar er nákvæmni hermunartækninnar við ákvörðun á tilfærslugerð, Burgers vektor og staðbundna dreifingu tilfærslna í kristalnum sannreynd.
Rannsóknarniðurstöður
Árangur hermunartækni: Rannsóknin sýnir að geislarekningarhermunartækni er einföld, óeyðandi og ótvíræð aðferð til að sýna fram á eiginleika mismunandi tegunda losunar í SiC og getur á áhrifaríkan hátt metið árangursríka skarpskyggni dýpt liðfæringa.
Þrívíddarbreytingargreiningu: Með hermitækni er hægt að framkvæma þrívíddarstillingargreiningu og þéttleikamælingu, sem skiptir sköpum til að skilja hegðun og þróun breytinga við kristalvöxt.
Framtíðarforrit: Gert er ráð fyrir að geislarekningarhermunartækni verði beitt frekar í háorkusvæðifræði sem og röntgengeislagrunnfræði sem byggir á rannsóknarstofu. Að auki er einnig hægt að útvíkka þessa tækni til að líkja eftir gallaeiginleikum annarra fjölgerða (eins og 15R-SiC) eða annarra hálfleiðaraefna.
Mynd Yfirlit
Mynd 1: Skýringarmynd af synchrotron geislun röntgenmyndauppsetningu staðfræðilegrar myndgreiningar, þar á meðal útsendingar (Laue) rúmfræði, öfugspeglun (Bragg) rúmfræði og beitartíðni rúmfræði. Þessar rúmfræði eru aðallega notaðar til að taka upp röntgenmyndir.
Mynd 2: Skýringarmynd af röntgengeislun á brenglaða svæði í kringum skrúfuna. Þessi mynd útskýrir sambandið á milli innfallsgeislans (s0) og dreifða geislans (sg) við staðbundið sveifluplan (n) og staðbundið Bragg horn (θB).
Mynd 3: Röntgenmyndir af landslagsmyndum af bakspeglun af örpípum (MPs) á 6H–SiC skúffu og andstæða líkts skrúfulosunar (b = 6c) við sömu sveifluskilyrði.
Mynd. 4: Örpör í landslagsmynd af bakspeglun af 6H–SiC oblátu. Myndir af sömu þingmönnum með mismunandi bili og þingmenn í gagnstæðar áttir eru sýndar með geislaleitarhermum.
Mynd 5: Greinartíðni Röntgenmyndir af landslagsmyndum af lokuðum kjarna (TSD) á 4H–SiC skúffu eru sýndar. Myndirnar sýna aukna birtuskil.
Mynd 6: Geislarekningar eftirlíkingar af beitartíðni Röntgenmyndir af landslagsmyndum af örvhentum og rétthentum 1c TSD á 4H–SiC oblátu eru sýndar.
Mynd. 7: Geislarekningar eftirlíkingar af TSD í 4H–SiC og 6H–SiC eru sýndar, sem sýna tilfærslur með mismunandi Burgers vektorum og fjölgerðum.
Mynd 8: Sýnir beitartíðni röntgenmyndir af mismunandi gerðum þræðingarbrúna (TEDs) á 4H-SiC oblátum, og TED staðfræðimyndirnar sem gerðar eru eftir með geislunaraðferðinni.
Mynd 9: Sýnir röntgenmyndir af bakspeglun af ýmsum TED gerðum á 4H-SiC oblátum og herma TED birtuskil.
Mynd 10: Sýnir eftirlíkingarmyndir af geislumekningum af blönduðum þræðishreyfingum (TMDs) með sérstökum Burgers vigrum, og tilraunamyndum í staðfræði.
Mynd 11: Sýnir staðfræðilegar myndir af bakspeglun af basal plane dislocations (BPDs) á 4H-SiC oblátum, og skýringarmynd af líkingu brúna dislocation andstæða myndunar.
Mynd 12: Sýnir eftirlíkingarmyndir geislunar af rétthentum þyrillaga BPD á mismunandi dýpi með hliðsjón af yfirborðsslökun og ljósgleypniáhrifum.
Mynd 13: Sýnir eftirlíkingarmyndir geislunar af rétthentum þyrillaga BPD á mismunandi dýpi og röntgenmyndir af staðbundnum beitartíðni.
Mynd 14: Sýnir skýringarmynd af grunnflötum í hvaða átt sem er á 4H-SiC diskum og hvernig á að ákvarða skarpskyggni dýpt með því að mæla lengd vörpunarinnar.
Mynd 15: Andstæða BPDs við mismunandi Burgers vektora og línustefnur í röntgenmyndum af röntgenmyndum á beitartíðni og samsvarandi niðurstöðum geislarekningar.
Mynd 16: Hermimynd af geislumekningum af hægri beygðu TSD á 4H-SiC skífunni og röntgenmynd af röntgenmynd af beitartíðni.
Mynd 17: Geislarekningarhermingin og tilraunamyndin af beygðu TSD á 8° offsetu 4H-SiC skífunni eru sýnd.
Mynd 18: Geislarekningarmyndir af beygðu TSD og TMD með mismunandi Burgers vigra en sömu línustefnu eru sýndar.
Mynd 19: Hermimynd geislunarspora af tilfærslum af Frank-gerð og samsvarandi beitartíðni röntgenmynd af staðfræðimynd.
Mynd 20: Sendur hvítgeisla röntgenmynd af röntgenmyndinni af örpípunni á 6H-SiC skífunni, og geislarekningarmyndin eru sýnd.
Mynd 21: Einlita röntgenmynd af staðfræðilegri mynd af beitartíðni af ásskornu sýninu af 6H-SiC og geislunarhermimynd af BPD eru sýnd.
Mynd 22: sýnir eftirlíkingarmyndir af geislumekja af BPD í 6H-SiC ásskornum sýnum við mismunandi atvikshorn.
Mynd 23: sýnir geislafakkamyndir af TED, TSD og TMDs í 6H-SiC ásskornum sýnum við beitartíðni rúmfræði.
Mynd 24: sýnir röntgenmyndir af staðfræðilegum röntgenmyndum af beygðum TSD á mismunandi hliðum ísóklínu línunnar á 4H-SiC skífunni og samsvarandi geislarekningarmyndir.
Þessi grein er aðeins til fræðilegrar miðlunar. Ef það er einhver brot, vinsamlegast hafðu samband við okkur til að eyða því.
Birtingartími: 18-jún-2024