4H-SiC中温度稳定（TS）色心的应变相关光致发光线位移
可供高纯半绝缘4H-SiC晶片用于色心研究，具体参数请联系我们的销售团队：vp@honestgroup.cn
1. 概述
本工作详细研究了4H-SiC中温度稳定（TS）色心在受控机械应变下的光致发光（PL）行为。对TS1线在不同应变下的反应，包括其对压缩和拉伸的反应进行研究。使用发射极化测量来获得潜在缺陷的取向。研究人员将该研究结果与之前的发现结合起来，发现了很好的一致性，证实了所提出的微观模型。
2. 样品制备
将正轴向高纯半绝缘（HPSI）4H–SiC晶片切割成8×0.5 mm的棒，厚度为0.5 mm。这些狭窄的SiC样片使研究者能够将变形近似为主要是一维的。SiC晶片的长边沿着（11-20）或沿着（1-100）两个不同的方向进行切割。用能量为350 keV、剂量为1015 cm−2的质子辐照SiC晶片。使用TRIM计算，损伤在表面以下2.4µm处达到最大值，在2.6µm之后可以忽略。通过在Ar气氛下在1200°C下退火，将通过辐照引入的空位转化为温度稳定色心。
这项工作中的所有测量都是从晶体的Si面进行的。使用定制的共焦显微镜进行测量。使用532nm激光器进行激发。应力是由M.A. Popp、M. Kohring等人研究中提出的可挤压纳米结的改进版本引起的。测试装置如图1所示。通过这种设置，可以从顶部固定样品，并可以从底部将心轴压在样品上。通过调整力，研究人员可以以可控的方式弯曲SiC棒。使用力传感器在单独的实验中进行力的校准。在测量过程中，SiC晶片位于低温恒温器内，并冷却至约100 K。由于TS2和TS3线在应变下的行为与TS1线相同，本工作重点关注TS1，因为其PL强度更强。
图1 针对SiC棒的弯曲调整的可挤压纳米结测试装置示意图
图2 TS1线的增力光谱：（a）（11-20）方向上的SiC晶片；（b）（1-100）方向上SiC晶片
图3 在施加的力下沿着（11-20）SiC晶片扫描时TS1线的光谱
图4 心轴处（a）（11-20）SiC样片和（b）（1-100）SiC样片的发射偏振测量。极坐标图显示了每个峰值的归一化强度。因此，具有较短波长的峰值对应于蓝点，具有较长波长的峰值相应于红点。角度的选择使（11-20）轴对应于0°；（c） 描述了TS缺陷的当前微观模型（VCCSiVC，绿色的VC，蓝色的CSi）以及应变方向的示意图。对于应变的两个方向，缺陷复合体的两个取向相对于应变具有相同的对称性，导致峰值具有不太明显的极化。
3. 结论
本工作研究了在受控的机械应变下TS光致发光线的分裂。研究发现，随着应变的增加，线会进一步分裂。此外，该研究可以证明，这些线对不同的应变（即张力和压缩）的反应是相反的。发射极化测量允许区分分裂线的潜在缺陷方向。尽管需要额外的工作来完全理解TS色心的各个方面，但研究者对其在机械应变下行为的详细研究与之前的发现一致。
更多SiC晶片信息或疑问，请邮件咨询：vp@honestgroup.cn
参考文献：
[1] Lehmeyer J , Fuchs A D , Borntrger T ,et al.Strain-Dependent Photoluminescence Line Shifts of the TS Color Center in 4H-SiС[J].Defect and Diffusion Forum, 2023, 426:17 – 21.DOI:10.4028/p-02xh85.