Az ion implantáció alapfolyamatai, hőhatás és kristályoso-dás
Title in English
The fundamental processes of ion implantation, thermal effects, crystallization
Panel
Physics 1
Department or equivalent
Material Science by Nuclear Methods Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants
Fetzer, Csaba Lohner, Tivadar Szilágyi, Edit Szűcs, Imre Sándor Zolnai, Zsolt
Starting date
2001-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
7.692
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Különböző dózis mellett 57Fe-al implantáltak α-Al2O3 kristályokat és megmérték Mössbauer spektrumukat. A keletkező ionok: Fe2+ nem spinell, hanem rendezetlen szerkezetben, Fe3+ az Al3+ helyén, a Fe0 vas klaszter formában. Hőkezelések hatásai a közegtől függően Fe0, Fe3+, kis parciális nyomású hidrogénben a Fe2+ spinell szerkezetben és kis koncentrációban a Fe3+ α-Al2O3 kristályban az Al3+ helyén. Részletes vizsgálatot folytattak különböző összetételű spinell kristályokban. Megállapították, hogy minden Fe2+ ion összetevőt tartalmazó spinellben a Fe2+ elektronszerkezete, illetve szomszéd atomjainak szimmetrája igen széles hőmérsékleti tartományban tetraéderesen torzult. A 57Co EC bomlása után bekövetkező utóhatás csak Fe2+ összetevőt tartalmazó spinellekben nem észlelhető.
Nagyon vékony Fe réteget leválasztva MBE-ben kimutatták a felületen képződő γ-FeSi2 képződését, amelyet eddig csak IBIEC módszerrel tudtak előállítani. A felületi rácstorzulást a Si és γ-FeSi2 eltérő rácsállandója okozza.
Ellipszometriával határozták meg az ion-implantált Si felületén keletkező Fe-szilidek és egyéb komponensek arányát. Ion- implantált SiC kristályokban keletkező rendezetlen szerkezetek hőkezelését vizsgálták és megállapították, hogy az nem állítja vissza az eredeti szerkezetet.
129Te-al implantált kristályos GeTe esetén kimutatták, hogy még nagy dózisú ion-implantáció sem képez ugyanolyan amorf szerkezetet, mint az amorf GeTe-ban alakul ki.
Results in English
α-Al2O3 crystals were implanted with 57Fe. The components observed by Mössbauer spectroscopy: Fe2+, Fe3+ and Fe0. Their positions: Fe2+ not in spinell structure but in disordered surroundings, Fe3+ substituting Al3+ in the crystal and Fe0 in metallic clusters. The thermal annealing depending on the atmosphere resulted in Fe0, Fe3+ ions and in hydrogen of low partial pressure Fe2+ in spinel structure. In various spinel structures it was found that the symmetry of Fe2+ electrons and of the nearest neighborhood ions tetrahedrally distorted in broad temperature range. The after effect of 57Co did not appeared in spinels containing Fe2+ component.
γ-FeSi2 was formed on Si (111) depositing Fe in ultra thin film thickness. The stress on the surface because of the different lattice sizes resulted in electric quadrupole splitting of the Fe spectra.
The relative concentration of the different components formed after laser annealing in Si implanted with Fe were determined by ellipsometry. Ellipsometry results showed that the disordered phases could not be completely recrystallized by thermal annealing of ion implanted SiC.
By implanting crystalline GeTe, it was shown that even after high fluence implantation the resulting disordred structure was different than it was in ion implanted amorphous GeTe. This result proves that the completely disordered phase in ion implanted crystals is different than it is in the amorphous phase.
R. M. Bayazitov, R. I. Batalov, I. B. Khaibullin, G. D. Ivlev, I.Dézsi, E. Kótai.: Structural properties of Fe ion implanted and ruby laser annealed, J. Phys. D Appl. Phys. 37 468-471, 2004
R. M. Bayazitov, R. I. Batalov, A. A. Bucharev, G. D. Ivlev, I. Dézsi, E. Kótai: Formation of iron silicide layers on Si by ion implantation and laser beams, Proc. 13th Summer School Á Vavuum , electron and ion technologiesÁBulgaria, 2003. p 24-25, 2003
R. M. Bayazitov, R. I. Batalov, G. D. Ivlev, I. Dézsi, E. Kótai: Pulsed laser irradiation of Fe ion implanted Si layers, Interaction of radiation with solids, Minsk. Belarus. 2003 p. 220-222, 2003
E. R. Shaaban, T. Lohner, P. Petrik, N. Q. Khan, M. Fried, O. Polgár, J. Gyulai.: Determination of the complex dielectric function of ion implanted amorphous SiC by spectroscopic ellipsometry, Phys. Stat. Sol.(a) p. 277-281, 2003
P. Petrik, E. R. Shaaban, T. Lohner, G. Battistig, M. Fried: Ion implantation caused damage in SiC measured by spectroscopic ellipsometry, Thin Solid Films455 p. 239-243, 2004
I.Dézsi, Cs. Fetzer, M. Kiss, S. Degroote, A. Vantomme: Site location of Co in beta-FeSi2, J. Appl. Phys. 98 073523-1, 2005
