Fachgruppe Nanostrukturierte Materialien    


Wechselwirkung von Punktdefekten und Versetzungen in Verbindungshalbleitern
 
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FG Nanostrukturierte Materialien
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Halle-Wittenberg
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Fax.: +49 345 55 27034

Die Diffusion von Fremdatomen wird entscheidend durch die Anwesenheit von ausgedehnten Defekten im Kristall beeinflußt. Die Kombination verschiedener elektronenmikroskopischer Methoden wird benutzt, um die Wechselwirkung von Fremdatomen wie Kupfer, Eisen oder Schwefel mit Versetzungen in Verbindungshalbleitern zu untersuchen. Eine wichtige Rolle spielt die Fragestellung, welche Rolle intrinsische Defekte (Leerstellen, Zwischengitteratome und Antisites) bei der Ausbildung einer ausgedehnten Defektzone um Versetzungen nach gezielter thermischer Behandlung im Vakuum oder unter kontrollierten Dampfdrücken spielen. Durch das Vorhandensein nativer Defekte werden vielfältige Defektreaktionen in Versetzungsnähe beobachtet. Die Versetzungen sind mit Ausscheidungen dekoriert, was im Zusammenhang steht mit der Ausprägung einer über mehrere Mikrometer ausgedehnten Nichtgleichgewichtszone von Punktdefekten. Aus der detaillierten Analyse dieser Defektzone um Versetzungen lassen sich generelle Aussagen zur Diffusion der Fremdatome ableiten. So wurde geschlossen, dass Kupfer in Galliumarsenid über einen substitutionell-interstitiellen kick-out-Mechanismus diffundiert.

Ausscheidungsreaktion von interstitiellem Cu (iCu) in GaAs, die an Versetzungen zur Bildung von Ausscheidungen (P) und zur Emission von Ga-Zwischengitteratomen (IGa) führt:


iCu + 2GaGa + 2AsAs == (Cu5As2)P + 2IGa




Kupferausscheidungen (P) auf einer Versetzung (D) in GaAs im Rastertransmissions- und im Hochauflösungselektronenmikroskop. Eine Zusammensetzung von ca. 70 % Cu und 30 % As wurde durch Anpassung der experimentellen Daten (rechts) der lokalen energiedispersiven Röntgenanalyse (EDX) ermittelt. Die Auswertung von elektronenmikroskopischen Beugungsaufnahmen ergab eine orthorhombische Cu5As2-Phase.
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