Влияние изотопного состава кремния на локальные колебательные моды комплекса вакансия – кислород

Abstract

Изотопный состав природного кремния (28Si (92,23 %), 29Si (4,68 %) и 30Si (3,09 %)) оказывает заметное влияние на форму полос ИК-поглощения, обусловленных примесными атомами кислорода. Определено положение локальных колебательных мод (ЛКМ), связанных с квазимолекулами 28Si – 16OS – 29Si и 28Si – 16OS – 30Si (OS – атом кислорода в узле решетки), для спектров поглощения, измеренных при Т ≅ 20 К и комнатной температуре (Т ≅ 300 К). Оценка изотопических сдвигов соответствующих мод проведена путем подгонки формы полосы поглощения комплекса вакансия – кислород (А-центр) в облученных кристаллах Si. Изотопические сдвиги ЛКМ при Т ≅ 300 К равны (2,22 ± 0,25) см–1 для 28Si – 16OS – 29Si и (4,19 ± 0,80) см–1 для 28Si – 16OS – 30Si по отношению к наиболее интенсивной полосе с максимумом у (830,29 ± 0,09) см–1, связанной с колебаниями 28Si – 16OS – 28Si, а полуширина полос поглощения А-центра составляет (5,30 ± 0,26) см–1. При Т ≅ 20 К значения соответствующих величин были определены как (1,51 ± 0,13); (2,92 ± 0,20); (835,78 ± 0,01) и (2,34 ± 0,03) см–1. Обсуждена модель для расчета изотопических сдвигов в рассматриваемом случае. На основании анализа изотопических сдвигов получены данные о структуре комплекса вакансия – кислород в кремнии при Т ≅ 20 К и комнатной температуре.