Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar II xalqaro ilmiy anjumani

Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar

II xalqaro ilmiy anjumani 
 
19-20 noyabr 2021 yil 
441 
легирования марганцем, наблюдаются нанокластеры, состоящие из четырех 
атомов марганца, находящихся в ближайших эквивалентных междоузельных 
положениях (Mn)
4
. Поэтому, можно ожидать, что наличие определенной 
концентрации кластеров (Mn)
4
и максимальное участие введенных 
примесных атомов марганца в таких нанокластерах, существенно влияет на 
магнитные свойства кремния. В этом плане, разработанный так называемый 
«Низкотемпературный и поэтапный способ легирования» [5] показал, что 
таким методом легирования можно формировать нанокластеры с 
воспроизводимыми параметрами. В связи с этим, настоящая работа была 
направлена на поиск и исследование влияния магнитных нанокластеров
(Mn)
4
на магнитные свойства кремния. 
Образцы были изготовлены на основе монокристаллического кремния 
p
-типа с 

=2; 3; 5; 10 Ом

см (КДБ-2; 3; 5; 10). Легирование марганцем 
проводилось по разработанной технологии [5], в таких условиях, чтобы 
получить компенсированный материал
p
-типа с 


10
2
÷10
5
Ом

см. Если 
учесть, что атомы марганца в кремнии создают два донорных уровня 
E
1
=
E
C
-
0,27 эВ и 
E
2
=
E
C
-0,5 эВ [6], то в полученных образцах уровни Ферми лежат в 
интервале 
F
=
E
V
+(0,25÷0,48) эВ, т.е. атомы марганца в таких материалах 
находятся в основном в состоянии Mn
++
. 
На основе этих экспериментальных результатов согласно [7] были 
определены магнитные моменты каждого нанокластера, которые составляют 
B


800

, т.е. они выступают как магнитный нанокластер. Концентрация 
таких нанокластеров определяется из концентрации атомов бора 
соотношением 
 






8
~
B
Mn
4
N
N
, и зависит только от условий легирования.
Исследование магнитных сопротивлений в образцах кремния с 
различными концентрациями магнитных нанокластеры (Mn)
4
показало, что 
при комнатной температуре в них наблюдается достаточно высокое 
отрицательное магнетосопротивление (ОМС), 








%
300
15
~


(Рис.1).
Значение ОМС с понижением температуры от комнатной, 
увеличивается достаточно быстро и достигает своего максимального 
значения при 
T
=230-235 К. Дальнейшее увеличение температуры приводит к 
уменьшению ОМС и при 
T
=170-175 К, происходит инверсия знака 
магнетосопротивления, 
т.е. 
ОМС 
переходит 
в 
положительное 
магнетосопротивление (ПМС) [8].

---