通过结构特征,有效寿命评估和原子建模来研究重对双轴拉伸应变的 (>1.5%) 的重兴奋剂效应

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 半导体设备工程 半导体设备工程

背景情况:

• 拉伸应力 (ε-Ge) 对于先进的电子和光子学至关重要.
• 控制兴奋剂水平,特别是重型兴奋剂,是调整 ε-Ge 特性的关键.
• 了解应变和重量兴奋剂之间的相互作用对于设备优化至关重要.

研究的目的:

• 为了研究重 (B) 兴奋剂对50 nm以下假形态 ε-Ge.的影响.
• 为了确定兴奋剂度对应变,材料质量和电子性能的影响.
• 为光电子应用中 ε-Ge 的重量兴奋剂设定极限.

主要方法:

• 使用高分辨率X射线衍光度和横截面传导电子显微镜进行实验性表征.
• 有效的生命周期测量以评估材料质量.
• 采用密度函数理论 (DFT) 计算的理论框架.

主要成果:

• 实现了1.53%和1.68%的拉伸应变水平,超过了间接到直接的频段间隙交叉.
• 兴奋剂在1.53%的ε-Ge中增长了有效寿命,但在1.68%的ε-Ge中没有增长,这是由于堆叠故障和表面粗造成的.
• DFT的计算证实了替代B原子会诱导附加拉伸应变,可能会促进缺陷的形成.

结论:

• 在 ε-Ge 中的重兴奋剂具有高度极限,超出该极限后,由于产生缺陷,性能会降低.
• 在高应力 ε-Ge (1.68%) 中,堆叠缺陷和表面粗性阻碍了性能提升.
• 精确的应变和兴奋剂的共同优化对于在高性能光电子系统中集成大量兴奋剂的e-Ge至关重要.