离子对离子注入4H-SiC空位磁矩的影响

通过实验测量和第一性原理计算来分析离子注入的碳化硅样品中的结构性质和空位的自旋态。 在4H碳化硅单晶中注入了不同类型和剂量的离子（Nþ，Oþ和Bþ）。 测量了植入样品的拉曼光谱，正电子an没光谱和磁化-磁场曲线。 磁化磁场曲线的拟合结果表明，注入1 1016 cm2Nþ和Oþ离子的样品产生的顺磁中心的自旋态分别为J¼1和J¼0.7。 而对于其他植入的标本，顺磁性中心的自旋状态与原始样品相比保持不变。根据正电子an没光谱和第一性原理计算，自旋状态的变化源自携带磁矩的硅空位。在高剂量N注入系统中为3.0 lB，在O掺杂系统中为2.0 lB. 另外，注入的N离子浓度与硅空位的比例将影响VSi的磁矩。 B注入的SiC中不携带局部磁矩的碳空位的形成可以解释顺磁中心自旋态的不变性。 这些结果将有助于理解离子注入的4H-SiC中空位的磁矩，并为在量子技术和自旋电子学中的应用提供诱导SiC中高自旋态空位的可能程序。