Использование дефектов, возникающих при имплантации водорода или гелия, для формирования глубинных структур в кремнии
На рис.1 представлена температурная зависимость ширины d контура n1 (A) колебания NO3- в кристалле KNO3 (1) и в бинарной системе KNO3 - Na2SO4 (2). Сравнение ширины контура n1 колебания NO3- в бинарной смеси с соответствующими данными для кристалла KNO3 показывает, что их величины и скорость температурного уширения значительно выше в спектре КР системы KNO3 - Na2SO4. Можно констатировать, что в бинарной системе имеют место факторы, способствующие увеличению скорости колебательной релаксации моды n1 аниона NO3- по сравнению с индивидуальной солью. По нашему мнению, объяснение данному факту можно найти, если допустить наличие сильного взаимодействия между разными анионами с близкими частотами ВМК, при котором реализуется механизм фононного распада по выше указанной схеме.
На рис.2 представлена температурная зависимость ширины d контура n1 (A) колебания NO3- в кристалле NaNO3 (1), а также в бинарных системах NaNO3 - NaCH3COO (2) и NaNO3 - Na2SO4 (3). Как видно, скорость релаксации (пропорциональная ширине d) колебания n1 (A) аниона NO3- в бинарной системе больше, чем в кристаллах NaNO3. Это можно объяснить наличием в бинарной солевой системе дополнительного механизма релаксации колебания n1 (A) нитрат-иона, связанного с возбуждением полносимметричного колебания аниона SO42- или валентного колебания n (C-C) аниона CH3COO- и "рождением" решеточного фонона. Возможность такого механизма релаксации обусловлена тем, что разница в частотах между колебанием n1 (A) нитрат-иона (1070 см-1), с одной стороны, и колебаниями n1 (A) сульфат-иона (1000 см-1) и n (C-C) ацетат-иона (930 см-1), с другой стороны, отвечает фононному спектру соответствующих кристаллов. В пользу предложенного механизма релаксации говорит и тот факт, что разница (1.5¸2 см-1) между ширинами спектральной линии моды n1 (A) NO3- в NaNO3 и в NaNO3 - Na2SO4 больше, чем соответствующая разница (0.5 см-1) в NaNO3 и в NaNO3 - NaCH3COO. Этот факт представляется весьма естественным, так как разница частот колебаний в случае системы NaNO3 - Na2SO4 (70 см-1) оказывается в области большей плотности состояний фононного спектра, чем соответствующая разница для системы NaNO3 - NaCH3COO (140 см-1).
Таким образом, в бинарных солевых системах, в принципе, возможен квазирезонансный обмен колебательными квантами между различными молекулярными ионами с близкими значениями частот ВМК. Поэтому увеличение скорости колебательной релаксации моды n1 (A) NO3- в бинарной солевой системе, по сравнению с индивидуальной солью, следует связать с близкодействующими обменными взаимодействиями анионов, при которых диссипация колебательной энергии нитрат-иона сопровождается переходом SO42- или CH3COO- в колебательно возбужденное состояние и "рождением" решеточного фонона.
Причиной формирования наблюдаемых одномерных дефектов является способность инкорпорированного в кремний водорода или гелия выходить к поверхности пластины, создавая при этом одномерные дефектные области. В процессе последующего введения кислорода из плазмы происходит их окисление, в результате чего в пластине и формируется система оксидных нанотрубок.