Динаміка спінових систем та мікрохвильове поглинання в напівпровідниках та низькоомних твердих розчинах

2. Результати дослідження термодефектів у кисеньвміщуючому кремнії є значним внеском у розуміння процесів термічного дефектоутворення в напівпровідниках. Їхнє практичне значення пов'язане з розвитком методів термічного і радіаційного керування електричними властивостями напівпровідників.

3. Встановлені кореляції між мікроструктурою алмазоподібних плівок і характеристиками парамагнітних систем дефектів у них дозволяють оптимізувати технологічні параметри осадження плівок.

4. Цикл робіт по динаміці сигналів мікрохвильового відгуку в умовах надпровідності є істотним внеском у розвиток наукового напрямку – мікрохвильова діагностика надпровідників. Використання радіоспектроскопічних методів надає нові можливості, пов'язані з їхньою високою чутливістю до виявлення зародків надпровідної фази в матеріалі, наявності “слабких” зв'язків і т. ін.

5. Дослідження ЕПР і спінової динаміки в системах з виродженим електронним станом (3d – сплави) мають практичну спрямованість як з точки зору удосконалення їхніх механічних, магнітних та електричних властивостей, так і для розробки новітніх магніто-механічних перетворювачів (актуаторів).

6. Виявлення ряду нових фізичних ефектів розширює наукові і методичні можливості постановки нових фізичних експериментів у даній галузі знань – радіоспектроскопії конденсованого стану.

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі узагальнені результати досліджень, виконаних автором самостійно [32-33] та у співавторстві [1-31, 34-40]. У роботах, які ввійшли в дисертацію, автору належить ініціатива в постановці задач та особиста участь у їх вирішенні, розробці експериментальних методик, визначальна роль в аналізі результатів та оформленні публікацій. Усі нові експериментальні ефекти, представлені в дисертації, виявлені і досліджені автором. У роботах [1, 3-7, 11, 17-19, 38-40] методики експерименту, увесь експериментальний матеріал і висновки по ньому належать автору, у [2, 6, 9, 34-37] йому належить методика експерименту, основна частина експериментального матеріалу та його аналіз, у [8, 10] ним отримано та проаналізовано матеріал по ЕПР і ЕДСР, у роботах [12-16, 20-29, 30-31] автору належить експериментальний матеріал, що відноситься до спінової динаміки. Усі без винятку результати, що стосуються спін-граткової релаксації, отримані автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Зміст різних розділів дисертації доповідався та обговорювався на вітчизняних і міжнародних конференціях, нарадах, симпозіумах, семінарах:

Всесоюзному симпозіумі з магнітного резонансу (Таллін, 1983), 2-й, 3-й і 4-й Всесоюзних нарадах по ОДМР у твердих тілах (Телаві, 1983, Київ, 1985, Таллін, 1987), Всесоюзних семінарах: Аморфний кремній та інші А4 (Ленінград, 1982, 1983, 1984), 7-й Міжнародній конференції по іонній імплантації (Вільнюс, 1983), Міжнародній конференції: Іонна імплантація в напівпровідниках (Балатонліга, Угорщина, 1985), 1-й і 2-й Всесоюзних конференціях по ВТСП (Харків, 1988, Київ, 1989), Семінарі: “Надпровідники з високими температурами переходу” (Донецьк, 1988), Міжнародній конференції з тонких ВТНП плівок (Рим, 1991), 14-й Міжнародній конференції з кріогенної електроніки (Київ, 1992), Міжнародній конференції з вузькозонних напівпровідників (Соутгемптон, Великобританія, 1992), AMPERE Workshop (Познань, Польща, 1994), Міжнародному семінарі з нелінійних оптичних матеріалів (Будапешт-Балатон, Угорщина, 1996), 22-й Міжнародній конференції з фізики низьких температур (Хельсінкі, Фінляндія, 1999), Міжнародній конференції MRS: Симпозіум U: Аморфний і наноструктурований вуглець (Бостон, США, 1999), 2-й Міжнародній конференції з аморфних і мікрокристалічних напівпровідників (Санкт-Петербург, Росія, 2000), Міжнародній конференції з наноструктурованих матеріалів (Рим, Італія, 2001).

Публікації. Зміст дисертації викладений у 40 публікаціях у наукових фахових виданнях, у тому числі: 26 статей у провідних спеціалізованих журналах, з них дві без співавторів, 2 статті в збірнику праць, 4 статті в працях конференцій, 2 препринти і 6 тез доповідей на конференціях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, восьми розділів оригінальних досліджень (викладенню результатів досліджень у кожному розділі передує стисла оглядова частина з питань, які розглядаються, кожний розділ закінчується висновками), загальних висновків і списку використаних джерел. Дисертаційна робота вміщує 312 сторінок машинописного тексту, з яких 272 сторінки складають загальний обсяг дисертації, 107 рисунків, з яких 16 зображено окремо на 8 сторінках, інші вміщено в текст, 14 таблиць, вміщених у текст, список використаних джерел з 322 найменувань на 32 сторінках.

 

 

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі досліджень, вказано зв'язок роботи з плановими завданнями інституту, наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено відомості про особистий внесок здобувача, апробацію наукових результатів, публікації, структуру і обсяг дисертаційної роботи.

У першому розділі розглянуті особливості дефектоутворення (кінетика накопичення парамагнітних дефектів і динаміка спінової системи) при аморфізації поверхні кремнію за допомогою іонної імплантації та вивчено процес переходу від кристалічного стану до аморфного з ростом дози імплантованих іонів.

Досліджувалися тонкі пластини кремнію різних марок, опромінені іонами Ar+ і As+ (Е = 100 кеВ, D = 3ґ1012 ё3ґ1015 см-2). Після іонної імплантації в зразках спостерігається одиночна лінія ЕПР Лоренцевої форми з g = 2, 0055, зумовлена обірваними єSiЧ зв'язками. Отримані характерні залежності концентрації ПЦ N, повної ширини лінії ЕПР DHpp і величини однорідного внеску в неї DHs (ширина спін-пакету) від дози імплантації D і температури вимірювання пояснені із застосуванням “полікристалічної” моделі, де роль хаотично орієнтованих мікрокристалів відіграють окремі аморфізовані області, що утворюються вздовж треків імплантованих