نویسندگان
- اسماعیل طیب‌فرد 1
- علی‌اکبر مهمان دوست خواجه‌داد 1
- مرتضی خاقانی 1
- مرتضی جعفرزاده خطیبانی 1
- علی‌محمد پورصالح 2
1 گروه فیزیک، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان
2 سازمان انرژی اتمی ایران، مجتمع پژوهشی کاربرد پرتوها، یزد
چکیده
طیف‌سنجی طول عمر نابودی پوزیترون در ماده، یکی از روش‌های با ارزش و غیر مخرب در زمینه مطالعه مواد است که می‌تواند اطلاعاتی در مورد چگالی الکترونی، غلطت عیب، نوع عیب و اتم‌های اطراف عیب ارائه دهد. در این تحقیق، پایداری زمان‌سنجی دستگاه بررسی و اثبات شده است. قدرت تفکیک زمانی دستگاه با چشمه کبالت، 365 پیکوثانیه به دست آمده است. نمونه‌های سیلیکونی نوع n و p تحت تابش باریکه الکترون با مقادیر دز تابشی متفاوت 3، 12 و 30 کیلوگری با انرژی MeV 10 و حداقل جریان باریکه mA 2/0 قرار گرفته است. آمار جمع‌آوری شده برای هر نمونه، حداقل یک میلیون و دویست هزار شمارش است که معمولا طی یک شبانه روز ثبت می‌شود. طیف‌های ثبت شده، با برنامه رایانه‌ای PAScualبه سه مؤلفه طول عمر برازش، تجزیه و تحلیل شده است. اولین مؤلفه طول عمر، مربوط به نابودی پوزیترون درچشمه و حدود ps 186، دومین مؤلفه طول عمر مربوط به نابودی پوزیترون در حجم نمونه و حدود ps218 و سومین مؤلفه طول عمر، مربوط به نابودی پوزیترون در عیوب است که برای نمونه‌های مختلف، کوچک و متفاوت می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Stability of a positron lifetime measurement system, and investigation the types and concentrations of defects induced by10 MeV electron irradiation on n- and p-types Si
نویسندگان [English]
- E Tayebfard 1
- A A Mehmandoost Khajeh Dad 1
- M Khaghani 1
- M Jafarzadeh Khatibani 1
- A M Poorsaleh 2
1
2
چکیده [English]
Positron annihilation lifetime spectroscopy method with valuation of non-destructive investigation of material, provides information about electron density, defect concentration, type of defects and atoms around the defects. The stability of the system was tested with a source. The time resolution of the whole system has been derived about 365 ps at FWHM. Then n- and p-type silicon samples were irradiated with a 10 MeV electron beam with dosage of 3, 12, and 30 kGy. Three components were fitted to the lifetime spectra using the PAScual program. The first component is related to the positron annihilation in the positron source which was obtained 186 ps. The second component is related to the positron annihilation lifetime in the sample bulk which was obtained 218 ps. The last lifetime component which is related to the positron annihilation in defect was small and sample dependent
کلیدواژه‌ها [English]
- positron annihilation lifetime spectroscopy
- electron irradiation
- time resolution
- crystalin defects
2. E P Grafutin, Instruments and Methods of Investigation 45 (2002) 59.
3. K Saarinen et al., Physical Review Letters 82 (1998) 4464.
4. R Krause-Rehberg and H S Leipner, “Positron Annihilation in Semi-conductors Defect Studies”, Springer (1998).
5. K P Arefiev and S A Vorobiev, Phys. Stat. Sol. (a), 47 (1978) K149.
6. Z Wang, R Krause-Rehberg, V Bodarenko, and H Gu, Microelectronic Engineering 66 (2003) 358.
7. A Polity, F Börner, S Huth, S Eichler, and R Krause-Rehberg, Physical Review B 58 (1998) 10363.
8. T E M Staab, E Zschect, and R Krause-Rehberg, Journal of Materials Science 35 (2000) 4667.
9. “Positron Lifetime System (PLS-SYSTEM) Setup” OrtecManual, October 17, (2006).
10. D Giebel, Physics Procedia 35 (2011) 122.
11. E E Abdel-Hady, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 221 (2004) 225.
12. F A Selim, D P Wells, J F and Harmon, Review of Scientific Instruments 76 (2005) 033905.
13. A Karbowski, J F Fidelus, and G P Karwasz, Materials Science Forum 666 (2011) 155.
14. K Kuitunen, PhD Thesis, Helsinki University of Technology, “Positron annihilation studies on vacancy defects in group IV semiconductors”, PhD Thesis, Helsinki University of Technology (TKK), (2010).
15. Y Itoh, H Murakami, and A Kinoshita, Journal de Physique IV France 3 (1993) 193.
16. H S Leipner et al., Physica B 340 (2003) 617.
17. M Dorikens, Applied Physics 4 (1974) 271.
18. N Suezawa, Physica B 308 (2001) 1125.
19. P G Coleman, Journal of Physics: Conference Series 265 (2011).
20. E Tayebfard, “Positron Annihilation Lifetime Measurement in Silicon Irradiated by Electron”, MSc Thesis, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, (2014).
)