ປະຫວັດການຄົ້ນຄວ້າ
ຄວາມສໍາຄັນຂອງການນໍາໃຊ້ຂອງ silicon carbide (SiC): ເປັນອຸປະກອນ semiconductor bandgap ກ້ວາງ, silicon carbide ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍອັນເນື່ອງມາຈາກຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າທີ່ດີເລີດ (ເຊັ່ນ: bandgap ໃຫຍ່, ຄວາມໄວການອີ່ມຕົວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສູງຂຶ້ນແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນ). ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ, ອຸນຫະພູມສູງແລະພະລັງງານສູງ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນໃນຂົງເຂດໄຟຟ້າໄຟຟ້າ.
ອິດທິພົນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງໄປເຊຍກັນ: ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ດີເຫຼົ່ານີ້ຂອງ SiC, ຄວາມບົກພ່ອງຂອງໄປເຊຍກັນຍັງຄົງເປັນບັນຫາໃຫຍ່ທີ່ຂັດຂວາງການພັດທະນາອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການເສື່ອມໂຊມປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນແລະຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນ.
ເທກໂນໂລຍີການຖ່າຍຮູບ topological X-ray: ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກແລະເຂົ້າໃຈຜົນກະທົບຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງໃນການປະຕິບັດງານຂອງອຸປະກອນ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງກໍານົດລັກສະນະແລະການວິເຄາະການກໍານົດຂໍ້ບົກພ່ອງໃນໄປເຊຍກັນ SiC. X-ray topological imaging (ໂດຍສະເພາະແມ່ນການນໍາໃຊ້ beams radiation synchrotron) ໄດ້ກາຍເປັນເຕັກນິກການລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນທີ່ສາມາດຜະລິດຮູບພາບທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງຂອງໂຄງສ້າງພາຍໃນຂອງໄປເຊຍກັນໄດ້.
ແນວຄວາມຄິດການຄົ້ນຄວ້າ
ອີງໃສ່ເທກໂນໂລຍີການຈໍາລອງ ray tracing: ບົດຄວາມສະເຫນີການນໍາໃຊ້ເທກໂນໂລຍີການຈໍາລອງ ray tracing ໂດຍອີງໃສ່ກົນໄກຄວາມຄົມຊັດຂອງທິດທາງເພື່ອຈໍາລອງຄວາມກົງກັນຂ້າມທີ່ຜິດປົກກະຕິທີ່ສັງເກດເຫັນໃນຮູບພາບ topological X-ray ຕົວຈິງ. ວິທີການນີ້ໄດ້ຖືກພິສູດວ່າເປັນວິທີທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການສຶກສາຄຸນສົມບັດຂອງຄວາມບົກຜ່ອງຂອງໄປເຊຍກັນໃນ semiconductors ຕ່າງໆ.
ການປັບປຸງເທກໂນໂລຍີການຈໍາລອງ: ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການຈໍາລອງທີ່ດີຂຶ້ນຂອງ dislocations ທີ່ແຕກຕ່າງກັນສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນໄປເຊຍກັນ 4H-SiC ແລະ 6H-SiC, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປັບປຸງເຕັກໂນໂລຢີການຈໍາລອງ ray tracing ແລະລວມເອົາຜົນກະທົບຂອງການຜ່ອນຄາຍດ້ານແລະການດູດຊຶມ photoelectric.
ເນື້ອໃນການຄົ້ນຄວ້າ
ການວິເຄາະປະເພດຂອງ dislocation: ບົດຄວາມເປັນລະບົບການທົບທວນຄືນລັກສະນະຂອງປະເພດຂອງ dislocations (ເຊັ່ນ: dislocations screw, dislocations ແຂບ, dislocations ປະສົມ, dislocations ພື້ນຖານແລະ Frank-type dislocations) ໃນ polytypes ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ SiC (ລວມທັງ 4H ແລະ 6H) ໂດຍໃຊ້ ray tracing ເຕັກໂນໂລຊີຈໍາລອງ.
ການນຳໃຊ້ເທັກໂນໂລຍີການຈຳລອງ: ການນຳໃຊ້ເທັກໂນໂລຍີການຈຳລອງ ray tracing ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ beam ທີ່ແຕກຕ່າງກັນເຊັ່ນ: beam topology ທີ່ອ່ອນແອ ແລະ topology ຄື້ນຂອງຍົນ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວິທີການກໍານົດຄວາມເລິກ penetration ປະສິດທິພາບຂອງ dislocations ຜ່ານເຕັກໂນໂລຊີ simulation ໄດ້ຖືກສຶກສາ.
ການປະສົມປະສານຂອງການທົດລອງແລະການຈໍາລອງ: ໂດຍການປຽບທຽບຮູບພາບ topological X-ray ທີ່ໄດ້ຮັບການທົດລອງກັບຮູບພາບຈໍາລອງ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເຕັກໂນໂລຊີ simulation ໃນການກໍານົດປະເພດ dislocation, Burgers vector ແລະການແຜ່ກະຈາຍທາງກວ້າງຂອງພື້ນຂອງ dislocations ໃນໄປເຊຍກັນໄດ້ຖືກກວດສອບ.
ບົດສະຫຼຸບການຄົ້ນຄວ້າ
ປະສິດທິຜົນຂອງເຕັກໂນໂລຊີ simulation: ການສຶກສາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຕັກໂນໂລຊີ ray tracing simulation ເປັນວິທີການງ່າຍດາຍ, ບໍ່ທໍາລາຍແລະບໍ່ຊັດເຈນທີ່ຈະເປີດເຜີຍຄຸນສົມບັດຂອງປະເພດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ dislocations ໃນ SiC ແລະສາມາດຄາດຄະເນປະສິດທິພາບຄວາມເລິກ penetration ຂອງ dislocations.
ການວິເຄາະການຕັ້ງຄ່າ dislocation 3D: ຜ່ານເທກໂນໂລຍີການຈໍາລອງ, ການວິເຄາະການຕັ້ງຄ່າ dislocation 3D ແລະການວັດແທກຄວາມຫນາແຫນ້ນສາມາດປະຕິບັດໄດ້, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການເຂົ້າໃຈພຶດຕິກໍາແລະວິວັດທະນາການ dislocations ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນອະນາຄົດ: ເທກໂນໂລຍີການຈໍາລອງ Ray tracing ຄາດວ່າຈະຖືກນໍາໃຊ້ຕື່ມອີກກັບ topology ທີ່ມີພະລັງງານສູງເຊັ່ນດຽວກັນກັບ topology X-ray ທີ່ອີງໃສ່ຫ້ອງທົດລອງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເທກໂນໂລຍີນີ້ຍັງສາມາດຂະຫຍາຍໄປສູ່ການຈໍາລອງຂອງຄຸນລັກສະນະຜິດປົກກະຕິຂອງ polytypes ອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: 15R-SiC) ຫຼືວັດສະດຸ semiconductor ອື່ນໆ.
ພາບລວມ
Fig. 1: ແຜນວາດແຜນວາດຂອງລັງສີ synchrotron ການຕິດຕັ້ງຮູບພາບ topological X-ray, ລວມທັງການສົ່ງຜ່ານ (Laue), ເລຂາຄະນິດການສະທ້ອນຄືນ (Bragg) ແລະເລຂາຄະນິດຂອງເຫດການທົ່ງຫຍ້າ. ເລຂາຄະນິດເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອບັນທຶກຮູບພາບ topological X-ray.
Fig. 2: ແຜນວາດແຜນພາບຂອງ X-ray diffraction ຂອງພື້ນທີ່ບິດເບືອນຮອບ screw dislocation. ຕົວເລກນີ້ອະທິບາຍເຖິງຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງ beam ເຫດການ (s0) ແລະ beam diffraction (sg) ກັບຍົນ diffraction ທ້ອງຖິ່ນປົກກະຕິ (n) ແລະມຸມ Bragg ທ້ອງຖິ່ນ (θB).
Fig. 3: ຮູບພາບພູມສັນຖານ X-ray ສະທ້ອນຫຼັງຂອງ micropipes (MPs) ໃນ wafer 6H–SiC ແລະຄວາມກົງກັນຂ້າມຂອງການ dislocation ຂອງ screw simulated (b = 6c) ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການກະຈາຍດຽວກັນ.
ຮູບທີ 4: Micropipe ຈັບຄູ່ໃນຮູບພູມສັນຖານສະທ້ອນຫຼັງຂອງ wafer 6H–SiC. ຮູບພາບຂອງ MPs ດຽວກັນທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະ MPs ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍການຈໍາລອງການຕິດຕາມ ray.
Fig. 5: ຮູບພາບພູມສັນຖານ X-ray ອັດຕາການເກີດຂອງທົ່ງຫຍ້າຂອງການເຄື່ອນທີ່ຂອງ screw core ປິດ (TSDs) ໃນ wafer 4H–SiC ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ. ຮູບພາບສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຄົມຊັດຂອງຂອບທີ່ປັບປຸງ.
ຮູບທີ 6: ການຈຳລອງການຕິດຕາມດ້ວຍຮັງສີຂອງອຸບປະຕິເຫດຂອງທົ່ງຫຍ້າ, ຮູບພາບພູມສັນຖານ X-ray ຂອງ TSDs ຊ້າຍແລະຂວາມື 1c ຢູ່ໃນ wafer 4H-SiC ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
Fig. 7: ການຈໍາລອງການຕິດຕາມ Ray ຂອງ TSDs ໃນ 4H–SiC ແລະ 6H–SiC ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນ dislocations ກັບ vectors Burgers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະ polytypes.
Fig. 8: ສະແດງໃຫ້ເຫັນການເກີດອຸບັດເຫດຂອງທົ່ງຫຍ້າຮູບພາບ topological X-ray ຂອງປະເພດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ threading edge dislocations (TEDs) ໃນ 4H-SiC wafers, ແລະຮູບພາບ topological TED simulated ໂດຍໃຊ້ວິທີ tracing ray.
Fig. 9: ສະແດງຮູບພາບດ້ານຫຼັງຂອງ X-ray back-reflection topological ຂອງ TED ປະເພດຕ່າງໆໃນ 4H-SiC wafers, ແລະການຈໍາລອງ TED contrast.
Fig. 10: ສະແດງຮູບພາບການຈຳລອງການຕິດຕາຂອງລັງສີຂອງເສັ້ນດ້າຍແບບປະສົມ (TMDs) ທີ່ມີ vectors Burgers ສະເພາະ, ແລະຮູບພາບ topological ທົດລອງ.
Fig. 11: ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາບສະທ້ອນດ້ານຫຼັງຂອງ topological dislocations ພື້ນຖານ (BPDs) ໃນ 4H-SiC wafers, ແລະແຜນວາດ schematic ຂອງການສ້າງກົງກັນຂ້າມ dislocation ຂອບ simulated.
Fig. 12: ສະແດງຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງສີຂອງ BPDs helical ມືຂວາຢູ່ໃນຄວາມເລິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍພິຈາລະນາການຜ່ອນຄາຍດ້ານຫນ້າແລະຜົນກະທົບການດູດຊຶມ photoelectric.
Fig. 13: ສະແດງຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງສີຂອງ BPDs helical ມືຂວາຢູ່ໃນຄວາມເລິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະຮູບພາບ topological X-ray ເຫດການທົ່ງຫຍ້າ.
Fig. 14: ສະແດງແຜນວາດ schematic ຂອງ dislocations ຍົນ basal ໃນທິດທາງໃດຫນຶ່ງກ່ຽວກັບ wafers 4H-SiC, ແລະວິທີການກໍານົດຄວາມເລິກ penetration ໂດຍການວັດແທກຄວາມຍາວການຄາດຄະເນ.
Fig. 15: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ BPDs ທີ່ມີ vectors Burgers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະທິດທາງເສັ້ນໃນ grazing incidence ຮູບພາບ topological X-ray, ແລະຜົນໄດ້ຮັບ simulation tracing ray ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ.
Fig. 16: ຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາຂອງ ray ຂອງ TSD ຂວາມື deflected ໃນ wafer 4H-SiC, ແລະຮູບພາບການເກີດ X-ray topological ທົ່ງຫຍ້າແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
ຮູບທີ 17: ການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງສີ ແລະຮູບພາບການທົດລອງຂອງ TSD ທີ່ຖືກປະຕິເສດຢູ່ໃນ 8° offset wafer 4H-SiC ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
Fig. 18: ຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມ ray ຂອງ TSD ແລະ TMDs ທີ່ຖືກປະຕິເສດດ້ວຍ vectors Burgers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແຕ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນທິດທາງເສັ້ນດຽວກັນ.
Fig. 19: ຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາຂອງຮັງສີຂອງ dislocations ປະເພດ Frank, ແລະຮູບພາບທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງ grazing incidence ຮູບພາບ topological X-ray ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
Fig. 20: ຮູບພາບ topological X-ray beam ສີຂາວທີ່ສົ່ງຜ່ານຂອງ micropipe ໃນ wafer 6H-SiC, ແລະຮູບພາບການຈໍາລອງ ray tracing ແມ່ນສະແດງ.
Fig. 21: ຮູບພາບດ້ານເທິງຂອງ X-ray monochromatic ອັດຕາການເກີດຂອງທົ່ງຫຍ້າຂອງຕົວຢ່າງການຕັດຕາມແກນຂອງ 6H-SiC, ແລະຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງຂອງ BPDs ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
ຮູບທີ 22: ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງສີຂອງ BPDs ໃນ 6H-SiC ຕົວຢ່າງຕັດຕາມແກນຢູ່ມຸມສາກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຮູບທີ 23: ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບພາບການຈໍາລອງການຕິດຕາມຮັງສີຂອງ TED, TSD ແລະ TMDs ໃນ 6H-SiC ຕົວຢ່າງການຕັດຕາມແກນພາຍໃຕ້ເລຂາຄະນິດຂອງອຸບັດເຫດຂອງທົ່ງຫຍ້າ.
Fig. 24: ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບພາບ X-ray topological ຂອງ TSDs deflected ໃນດ້ານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເສັ້ນ isoclinic ໃນ wafer 4H-SiC, ແລະຮູບພາບການຈໍາລອງ ray tracing ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ.
ບົດຄວາມນີ້ແມ່ນພຽງແຕ່ສໍາລັບການແບ່ງປັນທາງວິຊາການ. ຖ້າມີການລະເມີດ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາເພື່ອລຶບມັນ.
ເວລາປະກາດ: 18-06-2024