Электронная структура и спиновые свойства дефектов в широкозонных полупроводниках: нитриде алюминия и карбиде кремния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Солтамов, Виктор Андреевич

• Солтамов, Виктор Андреевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Солтамов, Виктор Андреевич

Введение.

I. Исследования свойств собственных и примесных дефектов в широкозонных полупроводниках (AIN, SiC) радиоспектроскопическими и оптическими методами.

1.1 Мелкие доноры в нитриде алюминия.

1.2 ЭПР и ОДМР собственных и примесных дефектов в A1N.

1.3 Редкоземельные элементы в A1N.

1.3 Донорные уровни и центры рекомбинации: оптические методы и термолюминесценция.

1.5 Вакансии углерода и кремния в SiC.

И. Приготовление образцов и методики эксперимента.

2.1 Приготовление образцов.

2.1.1 Образцы A1N.

2.1.2 Образцы 4Н- и бЯ-SiC.

2.2 Методика эксперимента.

2.2.1 Спектрометр ОДМР.

2.2.2 Спектрометр ЭПР.

2.2.3 Методика электронного спинового эха.

2.2.5 Методика время-разрешенного ЭПР.

III. Мелкие доноры в A1N.

3.1 Мелкие доноры в A1N, подверженные DX- релаксации.

3.2 Мелкие доноры в A1N, не подверженные DX- релаксации.

3.3 Анализ свойств волновых функций доноров в A1N.

IV. Центры окраски в A1N.

4.1 Исследование центров окраски в A1N методом ЭПР и ДЭЯР.

4.2. Исследование влияния центров на оптические свойства A1N.

4.3 Глубина залегания донорного уровня в запрещенной зоне A1N.

4.4. Спин зависимые каналы люминесценции и дивакансионные дефекты в A1N.

V. ЭПР переходных элементов Fe, Cr, Ni в AIN.

5.1. Fe2+BA1N.

5.2. М3+и Сг3+в Л/jV.

VI. Инверсная населенность основного состояния вакансии кремния в 4Н-SiC и 6Н

SiC при комнатной температуре.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронная структура и спиновые свойства дефектов в широкозонных полупроводниках: нитриде алюминия и карбиде кремния»

Широкозонные полупроводники типа нитридов III—V групп (GaN, AlGaN и AIN) [1] являются наиболее перспективными материалами для создания светодиодов и лазерных диодов, работающих в ультрафиолетовой области. Нитрид алюминия (A1N) - прямозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны порядка 6.0 эВ при комнатной температуре. Кристаллы InN, GaN и AIN со структурой вюртцита образуют непрерывный ряд смешанных соединений с шириной запрещенной зоны изменяющейся от 0.7 эВ до 6.0 эВ, то есть, на основе этих соединений могут быть созданы оптические приборы, работающие на длинах волн, изменяющихся от инфракрасного до ультрафиолетового диапазонов [2]. A1N так же представляет большой интерес для применений в приборах, работающих при повышенных температурах и мощностях.

Номинально чистые кристаллы A1N проявляют проводимость п типа, однако, характеризуются высоким электрическим сопротивлением, что свидетельствует о наличии дефектов с глубокими уровнями, которые компенсируют или ионизируют мелкие доноры [3]. Выяснение природы дефектов и глубины залегания их уровней в запрещенной зоне, их влияния на оптические характеристики A1N является чрезвычайно важной задачей современных исследований.

Кроме дефектов с глубокими уровнями на проводимость A1N может влиять такое физическое явление как самокомпенсация мелких доноров [4], [5] в результате, так называемой, DX- релаксации [6]. Этот процесс обусловлен переносом электрона между соседними донорами, в результате которого один из доноров ионизируется, а второй захватывает дополнительный электрон, что вызывает локальную релаксацию решетки, приводящую к состоянию с глубоким энергетическим уровнем. Поэтому, для создания эффективного я-типа легирования, необходимо найти такие донорные примеси, которые не подвержены эффектам самокомпенсации и являются активными при комнатных температурах. Не менее важная задача - идентифицировать донорные примеси, которые подвержены /Ж-релаксации.

На сегодняшний день одним из основных направлений развития, как фундаментальных основ спектроскопии одиночных квантовых объектов, так и элементной базы квантовой оптики, квантовых вычислений и магнитометрии, является азотно-вакансионный дефект в алмазе - NV дефект. На одиночном NV дефекте осуществлена регистрация магнитного резонанса при комнатных температурах, благодаря существованию механизма оптического выстраивания спиновых подуровней для триплетного основного состояния дефекта. На основе одиночного NV дефекта было продемонстрировано успешное создание магнитометра с наноразмерным пространственным разрешением [7], связанной пары кубитов (прототип квантового компьютера) [8], источника одиночных фотонов [9], спинового зонда для биологических исследований.

Однако NV дефекты в алмазе имеют ряд недостатков, наиболее характерными из которых является не достаточная технологичность алмазных полупроводниковых материалов, оптический диапазон возбуждения и люминесценции далекий от полосы прозрачности современной волоконной оптики, отсутствие возможности варьирования длины волны излучения, а также фиксированность микроволновой частоты в гигагерцовом диапазоне. Дополнительные трудности возникают из-за примесного характера дефекта и наличия ядерного спина азота в NV дефекте, что ухудшает релаксационные свойства системы.

Поэтому, на сегодняшний день ведется активный поиск систем, аналогичных по своим свойствам NV дефекту в алмазе, но не обладающих его недостатками. В работах [10], [11] было показано, что ряд дефектов в карбиде кремния (SiC) может не только сравниться, но и превзойти по своим свойствам NV дефекты в алмазе. Теоретически было показано [12], что триплетные центры в SiC - достойные конкуренты NV дефекту в алмазе и потенциально могут сохранять оптическую поляризацию спиновых подуровней при комнатной температуре. Впервые инверсная населенность в SiC наблюдалась в работе [13] при низких температурах. В работе [11] удалось наблюдать оптически индуцированную инверсную населенность на вакансии кремния вплоть до 250 К. В недавней работе [14] впервые была продемонстрирована возможность оптического возбуждения и когерентного контроля населенностей спиновых подуровней основного состояния дивакансии углерод-кремний в температурном диапазоне от 20 до 200 К, а также возможность когерентного контроля населенностей спиновых подуровней не идентифицированного дефекта при комнатной температуре.

Вышесказанное определяет основные направления настоящей работы. Первая часть работы сконцентрирована на экспериментальных исследованиях собственных и примесных дефектов в объемных кристаллах A1N методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), высокочастотного электронного спинового эха (ЭСЭ), двойного электронно-ядерного резонанса (ДЭЯР), оптически-детектируемого магнитного резонанса (ОДМР), термолюминесценции, оптического поглощения. Вторая часть работы посвящена обнаружению и изучению оптическииндуцированного выстраивания при комнатной температуре спиновых подуровней вакансий кремния I/Si в карбиде кремния, открывающих возможности использования этой системы в качестве альтернативы NV дефектам в алмазе. В этих исследованиях использовались методика ЭПР, ОДМР и время-разрешенного ЭПР (ВР-ЭПР). Цель работы состояла в идентификации собственных и примесных дефектов в монокристаллах нитрида алюминия и исследовании их свойств, в том числе, их влияния на оптические и электрические свойства нитрида алюминия, определяющие его прикладные возможности, а также в изучении возможности оптически-индуцированного выстраивания спиновых подуровней вакансионных дефектов в карбиде кремния при комнатной температуре.

В задачи работы входило изучение следующих вопросов:

• Исследование методом ЭПР свойств мелких доноров в монокристаллах AIN. Идентификация доноров, активных при комнатной температуре и не подверженных явлению самокомпенсации.

• Определение электронной структуры центров окраски, ответственных за оптическое поглощение в видимой области, определение глубины залегания уровней этих дефектов в запрещенной зоне кристалла A1N методами ЭПР, оптического поглощения и термолюминесценции.

• Зондирование сверхтонких и квадрупольных взаимодействий центров окраски в монокристаллах A1N для установления их электронной структуры методами ЭПР, ЭСЭ и ДЭЯР.

• Идентификация и исследование свойств собственных дефектов с глубокими донорными уровнями в кристаллах A1N методом ОДМР.

• Регистрация и анализ спектров ЭПР переходных элементов в монокристаллах нитрида алюминия, их химическая идентификация и определение зарядового состояния, нахождение параметров спинового гамильтониана.

• Реализация оптически индуцированной инверсной населенности спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния Vsi в 4Н- и бЯ-SiC при комнатной температуре. Изучение спиновых свойств системы при комнатной температуре.

Научная новизна работы 1. Идентифицированы три типа мелких доноров в нитриде алюминия. Из анализа спектров ЭПР сделан вывод о положении доноров в кристаллической решетке и определена их электронная структура. Из анализа температурных зависимостей сигналов ЭПР сделан вывод о том, что два типа доноров (кислород, замещающий азот (0N) и углерод, замещающий алюминий (СА1)), подвержены механизму самокомпенсации (ZlY-релаксации), в то время как кремний, замещающий алюминий (SiA1), является классическим мелким донором активным при комнатных температурах. Оценены боровские радиусы водородоподобных волновых функций мелких доноров.

2. Идентифицирована вакансия азота в нейтральном зарядовом состоянии Определены величины сверхтонких и квадруполных взаимодействий с магнитными моментами ядер алюминия и азота вплоть до пятой координационной сферы дефекта. Определена глубина залегания донорного уровня центра окраски в A1N. Установлено, что наличие данного центра окраски приводит к поглощению в видимой области спектра с максимумом на длине волны А= 450 нм. Выработаны рекомендации для оптимизации технологии создания прозрачных в видимой области монокристаллических подложек нитрида алюминия.

3. Методом ОДМР идентифицирован дефект в виде азотной дивакансии (VN - VN) в монокристаллическом A1N и установлено наличие спин-зависимого канала люминесценции центров.

4. Впервые наблюдались спектры ЭПР переходных элементов в монокристаллах нитрида алюминия: Fe2+, Сг3+ и Ni3+. Определены параметры спинового гамильтониана этих центров и исследованы их спиновые свойства.

5. Впервые продемонстрирована возможность создания долгоживущей инверсной населенности спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния Vsi в 4Н- и бЯ-SiC при комнатной температуре путем облучения неполяризованным светом.

Достоверность полученных результатов подтверждается сравнительным анализом экспериментальных данных, полученных с помощью различных методик, а также их соответствием с имеющимися на сегодняшний день экспериментальными и теоретическими результатами. Результаты работы опубликованы в авторитетных реферируемых отечественных и международных журналах и докладывались на различных всероссийских и международных конференциях.

Научная и практическая значимость диссертационного исследования заключается в том, что автором получены принципиально новые данные, касающиеся свойств собственных и примесных дефектов в нитриде алюминия. Проведенные исследования свойств мелких доноров, в том числе самокомпенсации мелких доноров, позволят в значительной степени улучшить технологию создания монокристаллов A1N с гс-типом проводимости. Данные, показывающие, что кремний является классическим мелким донором с водородоподобной волновой функцией, позволят использовать его как основную донорную примесь в A1N.

Поскольку анализ свойств глубоких доноров в полупроводниках не подчиняется теории эффективных масс, для каждого типа глубоких доноров строятся отдельные теоретические модели. Результаты исследований вакансии азота в A1N методом высокочастотного ДЭЯР найдут широкое приложение в теоретических исследованиях оптико-физических свойств A1N, поскольку были определены такие фундаментальные параметры распределения плотностей волновых функций донорного электрона, как константы сверхтонких и квадрупольных взаимодействий с атомами азота и алюминия в нескольких координационных сферах. Знание энергии ионизации и полосы оптического поглощения, обусловленной наличием этого глубокого донора, позволит качественно улучшить электро-оптические характеристики приборов на базе A1N.

Исследования проведенные в SiC открывают новую область применения этого и без того очень перспективного материала. Наличие долгоживущего оптического выстраивания одного из спиновых подуровней основного триплетного состояния при комнатной температуре, показанное в диссертационной работе, потенциально делает SiC одним из наиболее перспективных материалов, значительно расширяющим элементную базу для создания квантовых компьютеров, магнитометров, квантово-оптических систем передачи информации. Защищаемые положения:

1. Идентифицированы три основных типа мелких доноров в A1N: кислород, замещающий атом азота (0W), углерод, замещающий атом алюминия (СА1), и кремний, замещающий атом алюминия (SiA1). Мелкие доноры 0N и СА1 подвержены механизму самокомпенсации. SiA1 является мелким донором, стабильным при комнатной температуре.

2. На основании данных высокочастотного импульсного ЭПР и ДЭЯР установлена электронная структура глубокого центра окраски в AIN, который является нейтральной вакансией азота Vf}.

3. Корреляция данных ЭПР и высокотемпературной термолюминесценции позволила определить энергию активации Vf} центра, которая составляет Еа~ 0.75 эВ.

4. Вакансия азота в нейтральном зарядовом состояние Vf} является причиной возникновения оптической полосы поглощения в кристаллах нитрида алюминия с максимумом на длине волны Х- 450 нм.

5. Резонансное тушение люминесценции в нулевых магнитных полях, зарегистрированное в спектрах ОДМР в монокристаллах, содержащих центры, связано с наличием безызлучательного спин-зависимого канала.

6. Исследования монокристаллов A1N, легированных железом, показало наличие в них переходных металлов: Fe2+ (S = 2) и Ni3+ и Cr3+ (S = 3/2). Параметры спинового гамильтониана парамагнитных центров: Fe2+: S = 2, д^ =2.003, gj= 2.12, D = 7.93 см"1, Ni3+/Cr3+: S=V2, дц= 1.975, g±= 2.10, D = 2 см"1.

7. Возможно создание двух типов спиновой поляризации подуровней основного состояния 1*5; в 4Н- и 6Н-SiC при комнатной температуре путем оптического облучения неполяризованным светом.

8. Измерения фотокинетических характеристик сигнала ЭПР вакансий в 4Н-SiC показали, что основное триплетное состояние обладает высокой спиновой когерентностью (более 80 мкс) при комнатной температуре.

Структура диссертации: Диссертация состоит из Введения, шести глав, Заключения и списка цитируемой литературы. Во введении кратко обоснованы актуальность темы диссертационной работы, указана научная новизна и практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту. Первая глава представляет собой обзор литературы, посвященный исследованию собственных и примесных дефектов в монокристаллическом нитриде алюминия. Особое внимание уделено предшествующим исследованиям дефектов в A1N методами ЭПР, ДЭЯР и ОДМР. Проведен анализ данных, полученных в ходе исследований A1N методом термолюминесценции и оптического поглощения. Так же представлен обзор как теоретических, так и экспериментальных работ по свойствам собственных дефектов в карбиде кремния политипов 4Н и 6Н. Особое внимание уделено сравнению свойств последних со свойствами TVF-дефектов в алмазе. Рассмотрены преимущества и недостатки собственных дефектов в SiC относительно AV-дефектов в алмазе. В конце главы формулируются цели диссертационной работы. Вторая глава содержит сведения о методах выращивания монокристаллов A1N и SiC, которые использовались в настоящей работе, описаны экспериментальные методики, используемые в исследованиях. Третья глава посвящена исследованию мелких доноров в A1N методом ЭПР 3 см диапазона (9.4 ГГц). В четвертой глава представлены результаты по исследованию центров окраски в виде нейтральных вакансий азота в A1N методами высокочастотной спектроскопии, а именно методами ЭСЭ и ДЭЯР на частотах порядка 94 ГГц (3 мм диапазон). Установлена электронная структура центра. Исследования проведенные методами ЭПР, термолюминесценции и оптического

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Солтамов, Виктор Андреевич

Основные результаты VI главы:

1. Методом ВР-ЭПР показана возможность оптического создания долгоживущей инверсной населенности спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния в 4Н- и 6Н-$>\С при комнатной температуре. Определена энергия оптического кванта, необходимого для манипуляции степенью поляризации спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния

• для 4Н-$\С V = 65.9 МГц ;

• для 6Н-$,\С v = 128.3 МГц и V = 26.9 МГц для к и к позиций соответственно.

2. Показано наличие двух противоположных схем оптического выстраивания (поляризации) спиновых подуровней вакансии кремния для разных политипов 81С при комнатной температуре. Получена оптически индуцированная инверсная населенность спиновых подуровней при комнатной температуре в нулевом магнитном поле (мазерный эффект).

3. Обнаружены переходные нутации намагниченности в основном состоянии вакансий кремния, определены частоты Раби при разных микроволновых мощностях. Показана высокая степень когерентности системы при комнатной температуре тк ^80 мкс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении просуммируем полученные результаты

1. Методом ЭПР путем анализа сверхтонкий взаимодействий установлено наличие в кристаллах A1N трех типов мелких доноров, занимающих позиции азота или алюминия. Проведена идентификация мелких доноров в виде кислорода, замещающего азот (0N), углерода, замещающего алюминий (СА1), и кремния, замещающего атом алюминия (SiA1).

2. Из анализа температурной зависимости линии ЭПР был сделан вывод о DX-релаксации доноров кислорода 0N и доноров углерода СА1. Показано, что кремний является мелким донором и не подвержен механизму самокомпенсации при комнатной температуре.

3. Методами высокочастотного ЭПР и ДЭЯР была установлена электронная структура глубокого центра окраски в A1N- нейтральной вакансии азота Vf}, определены сверхтонкие и квадрупольные взаимодействия вплоть до пятой координационной сферы.

4. Установлена глубина залегания центра окраски в виде нейтральной вакансии азота (У$) в запрещенной зоне A1N, равная 0.75 эВ, путем корреляции спектров ЭПР и спектров термолюминесценции, индуцированной рентгеновским облучением.

5. Путем корреляции спектров ЭПР и спектров оптического поглощения идентифицирована оптическая полоса поглощения в монокристалле A1N с максимумом на длине волны 450нм, обусловленная наличием центров окраски в виде вакансии азота в нейтральном состоянии, что позволило решить технологическую проблему изготовления монокристаллических подложек A1N прозрачных в видимом диапазоне.

6. Методом ОДМР идентифицирована дивакансия азота в монокристалле A1N. Показано наличие спин-зависимого канала люминесценции в монокристаллах A1N и его связь с Vf}.

7. В монокристаллах A1N методом ЭПР идентифицированы примеси переходных металлов, замещающих алюминий: (i) с электронным спином S= 2, принадлежащие железу в зарядовом состоянии Fe2+; (ii) с электронным спином 5=3/2 и большим расщеплением тонкой структуры, принадлежащие ионам хрома или никеля в зарядовых состояниях Сг3+ и Ni3+.

8. Методом ВР-ЭПР показана возможность оптического создания долгоживущей инверсной населенности спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния в 4Н- и <5#-SiC при комнатной температуре. Определена энергия оптического кванта, необходимого для манипуляции степенью поляризации спиновых подуровней основного состояния вакансии кремния Показано наличие двух противоположных схем оптического выстраивания (поляризации) спиновых подуровней вакансии кремния для разных политипов SiC при комнатной температуре. Получена оптически индуцированная инверсная населенность спиновых подуровней при комнатной температуре в нулевом магнитном поле (мазерный эффект).

9. Обнаружены переходные нутации намагниченности в основном состоянии вакансий кремния, определены частоты Раби при разных микроволновых мощностях, показано наличие высокой степени когерентности в системе при комнатной температуре

В заключение мне бы хотелось выразить огромную благодарность и признательность моему научному руководителю П.Г. Баранову за направляющее руководство и постановку целей и задач, И.В. Ильину, В.А.Храмцову, Н.Т. Баграеву, A.A. Солтамовой, за неоценимую помощь, поддержку и содержательные дискуссии в течение всей моей научной деятельности. С.Б. Орлинскому, Г.В. Мамину и И.И. Проскурякову за плодотворное сотрудничество. Также выражаю искреннюю благодарность всем вместе и индивидуально сотрудникам лаборатории микроволновой спектроскопии кристаллов и моим коллегам Н.Г. Романову, А.Г. Бадаляну, Д.О. Толмачеву, Р.А.Бабунцу, Г.Р.Асатряну, B.JI. Преображенскому, Д.Д. Крамущенко, A.C. Турину, С.И. Голощапову за полезные рекомендации, моральную поддержку и помощь в проведении экспериментов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Солтамов, Виктор Андреевич, 2012 год

1. U. Taniyasu, М. Kasu and Т. Makimoto, An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres II Nature, v.441, p.325 (2006)

2. B. Monemar, P. P. Paskov, J. P. Bergman, A. A. Toropov, and T.V. Shubina, Recent developments in the Ill-nitride materials // Phys. Status Solidi 5,v.244, p.l759 (2007).

3. P. M. Mason, H. Przybylinska, G. D. Watkins,W. J. Choyke, and G. A. Slack, Optically detected electron paramagnetic resonance of A1N single crystals // Phys. Rev. B, v.59, p.l937 (1999).

4. C. G. Van de Walle, DX-center formation in wurtzite and zinc-blende AlxGaixN // Phys. Rev. B, v.57, R2033 (1998)

5. P.W. Anderson, Model for the Electronic Structure of Amorphous Semiconductors // Phys. Rev. Lett., v.34, p.953 (1975)

6. F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, M. Domhan, A. Gruber, J. Wrachtrup, Observation of Coherent Oscillation of a Single Nuclear Spin and Realization of a Two-Qubit Conditional Quantum Gate II Phys. Rev. Lett., v.93, p.130501 (2004)

7. C. Kurtsiefer, S. Mayer, P. Zarda, H. Weinfurter, Stable Solid-State Source of Single Photons, Phys. Rev. Lett., v.85, p.290 (2000)

8. J. R. Weber, W. F. Koehl, J. B. Varley, A. Janotti, В. B. Buckley, C. G. Van de Walle, and D. D. Awschalom, Quantum computing with defects // PNAS, v.107, p.8513 (2010)

9. V. S. Vainer, V. A. Il'in, Electron Soin Resonance of exchenge-coupled vacancy pairs in hexagonal silicon carbide // Sov. Phys. Solid State v.23, p.3659 (1981).

10. W. F. Koehl, B. B. Buckley, F. J. Heremans, et. al., Room temperature coherent control of defect spin qubits in silicon carbide // Nature, v.479, p.84 (2011)

11. D.V. Lang, R.A. Logan, MJaros, Trapping characteristics and a donor-complex (DX) model for the persistent-photoconductivity trapping center in Te-doped AlxGai.xAs // Phys. Rev. B, v.19, p.1015 (1979)

12. Sokrates T. Pantelides, Deep Centers in Semicondactors I I Gordon and Breach Yeverdon (1992)

13. C. Wetzela, H. Amanob, I. Akasakib, J. W. Ager, I. Grzegoryd, B. K. Meyere, DX-like behavior of oxygen in GaN // Physica B, v.302-303, p.23 (2001)

14. Ch.Park, D.J. Chadi, Stability of deep donor and acceptor centers in GaN, A1N, and BN // Phys. Rev. B, v.55, p.12995 (1997)

15. R. Zeisel, M. W. Bayerl, S. T. B. Goennenwein, R. Dimitrov, O. Ambacher, M. Brandt, M. Stutzmann, DX-behavior of Si in AM II Phys. Rev. B, v.61, p.16283 (2000)

16. M. W. Bayerl, M. S. Brandt, T. Graf, O.Ambacher, J. A. Majewski, M. Stutzmann, D. J. As, K. Lischka, g values of effective mass donors in AlxGalAxN alloys, Phys.Rev. B, v.63, p. 165204 (2001)

17. W.E. Carlos, J.A. Freitas, M.A. Khan, D.T. Olson, J.N. Kuznia, Electron-spin-resonance studies of donors in wurtzite GaN // Phys.Rev. B, v.48, p.17878 (1993)

18. K. Irmscher, T. Schulz, M. Albrecht, C. Hartmann, J. Wollweber, R. Fornari, Compensating defects in Si-doped A1N bulk crystals // Physica B, v.401-402, p.323 (2007)

19. T. Schulz, K. Irmscher, M. Albrecht, C. Hartmann, J. Wollweber, R. Fornari, n-type conductivity in sublimation-grown A1N bulk crystals // Phys. Status Solidi, v.4, p.147 (2007)

20. S. M. Evans, N. G. Giles, L. E. Halliburton, G. A. Slack, S. B. Schujman, and L. J. Schowalter, Electron paramagnetic resonance of a donor in aluminum nitride crystals // Appl. Phys. Lett., v.88, p.062112 (2006)

21. N. T. Son, A. Gali, A. Szabo, M. Bickermann, T. Ohshima, J. Isoya, E. Janzenl, Defects at nitrogen site in electron-irradiated A1NII Appl. Phys. Lett., v.98, p.242116 (2006)

22. Shan Yang, S. M. Evans, L. E. Halliburton, G. A. Slack, S. B. Schujman, K. E. Morgan, R. T. Bondokov, S. G. Mueller, Electron paramagnetic resonance of Er3+ ions in aluminum nitride // Appl. Phys. Lett, v.105, p.023714 (2009)

23. T. Graf, M. Gjukic, M. Hermann, M. S. Brandt, M. Stutzmann, Spin resonance investigations of Mn2+ in wurtzite GaN and A IN films //Phys. Rev. B, v.67, p.l 65215 (2003)

24. K.Maier, M.Kunzer, U.Kaufmann, J.Schneider, B.Monemar, I.Akasaki, H.Amano, Iron Acceptors in Gallium Nitride (GaN) II Mat.Sci.Forum, v.143-147, p.93 (1994)

25. W.M.Walsch Jr., L.W.Rupp Jr., Paramagnetic Resonance of Trivalent Fe57 in Zinc Oxide Phys.Rev. // v.126, p.952 (1962)

26. M. Bickermann, В М. Epelbaum, О. Filip, Р. Heimann, S. Nagata, A. Winnacker, Point defect content and optical transitions in bulk aluminum nitride crystals // Phys. Status Solidi B, v.246, p. 1181 (2009)

27. M. Bickermann, В M. Epelbaum, O. Filip, P. Heimann, S. Nagata, A. Winnacker, Deep-UV transparent bulk single-crystalline A1N substrates // Phys. Status Solidi B, v.7, p. 1743-1745 (2010)

28. P. Lu, R. Collazo, R. F. Dalmau, G. Durkaya, N. Dietz, Z. Sitar, Different optical absorption edges in A1N bulk crystals grown in m- and c-orientation // Appl. Phys. Lett. v.93, p.l 31922 (2008).

29. M. Bickermann, S. Schuster, В. M. Epelbaum, O. Filip, P. Heimann, S. Nagata, A. Winnacker Thermally stimulated luminescence in aluminium nitride crystals // Phys. Status Solidi С 8, v.7-8, p.2104 (2011).

30. C. G. Van de Walle, J. Neugebauer, First-principles calculations for defects and impurities: Applications to Ill-nitrides II J. Appl. Phys., v.95, p.3851 (2004).

31. Properties of Group III Nitrides, edited by James H. Edgar // IEE emis DATAREVIEWS SERIES No. 11 An INSPEC publication (1994)

32. А. Верма, П. Кришна Политипизм и полиморфихм в кристаллах // М., Мир, р.390 (1969)

33. Н. Itoh, М. Yoshikawa, et al II IEEE Trans. Nucl. Sei. 37, 1732 (1990)

34. H. Itoh, A. Kawasuso, T. Ohchima, M. Yoshikawa, I. Nashiyama, S. Tanigawa, S. Misawa, H. Okumura, and S. Yoshida II Phys. Status Solidi A, v.162, p.173 (1997)

35. J. Schneider and K. Maier II Physica B, v.185, p.l99 (1993)

36. T. Wimbauer, В. K. Meyer, A. Hofstaetter, A. Scharmann, and H. Overhof IIPhys. Rev. В, v.56, p.7384 (1997)

37. E. Sormann, N. T. Son, W. M. Chen, О. Kordina, С. Hallin, and E. Janze'n II Phys. Rev. В, v.61, p.2613 (2000)

38. Mt. Wagner, B. Magnusson, W. M. Chen, E. Janzen, E. Sormann, C. Hallin, and J. L. Lindstrom II Phys. Rev. В, v.62, p. 16555 (2000)

39. H. J. Von Bardeleben, J. L. Cantin, G. Battistig, and I. Vickridge II Phys. Rev. В, v.62, p. 10126 (2000)

40. V. S. Vainer, V. A. Il'in, Electron spin resonance of exchange-coupled vacancy pairs in hexagonal silicon carbide // Sov. Phys. Solid State, v.23, p.2126 (1981)

41. M. Kunzer, Ph.D. thesis, Universität Freiburg i.Brsg, (1995)

42. N. T. Son, P. N. Hai, and E. Janzen // Phys. Rev. B, v.63, R201201 (2001)

43. N. T. Son, P. N. Hai, and E. Janzen II Phys. Rev. Lett., v.87, p.045502 (2001)

44. T. Umeda, J. Isoya, N. Morishita, T. Ohshima, and T. Kamiya II Phys. Rev. B, v.69, p.1212012004)

45. T. Umeda, J. Isoya, N. Morishita, T. Ohshima, T. Kamiya, A. Gali, P. Deak, N. T. Son, and E. Janzen // Phys. Rev. B v.70, p.235212 (2004)

46. V. Ya. Bratus, T. T. Petrenko, S. M. Okulov, and T. L. Petrenko // Phys. Rev. B, v.71, p. 1252022005)

47. Young-Hoon Lee and James W. Corbett II Phys. Rev. B, v.8, p.2810 (1973)

48. N.M. Pavlov, M.I. Iglitsyn, M.G. Kosaganova, and V.N. Solomatin // Sov. Phys. Semicond, v.9, p.845 (1975).

49. N.T. Son, P.H. Hai, and E. Janzen // Materials Science Forum, Trans Tech Publications, Switzerland, v.353-356, p.499-504 (2001).

50. D.A. Redman, S. Brown, R.H. Sands, and S.R. Rand II Phys. Rev. Lett., v.67, p.3420 (1991).

51. S.B. Orlinskii, J. Schmidt, E.N. Mokhov, P.G. Baranov II Phys. Rev. B, v.67, p.125207 (2003)

52. G. Davies II J. Phys. C, v.12, p.2551 (1979)

53. J. E. Ralph // Proc. Phys. Soc. v.76, p.688 (1966)

54. G. Davies and N. B. Manson // Ind. Diam. Rev., Feb., 50 (1980)

55. A. T. Collins, M. Stanley, and G. S. Woods II J. Phys. D, v.20, p.969 (1987)

56. L. G. Rogers, S. Armstrong, M. J. Sellars, and N. B. Manson II New J. Phys., v.10, p.103024 (2008)

57. L. J. Rogers, R. L. McMurtrie, S. Armstrong, M. J. Sellars, N. B. Manson 11 New J. Phys., v.11, p.063007 (2009).

58. D.A. Redman, S. Brown, R.H. Sands, S.C. Rand, Phys. Rev. Lett. II v.67, p.3420 (1991)

59. E. van Oort, N.B. Manson, M. Glasbeek // Solid State Phys., v.21, p.4385 (1988)

60. N.R.S. Reddy, N. B. Manson, and E.R. Krausz II J. Lumin., v.38, p.461987

61. J.H.N. Loubser, J.A. van Wyk //Diamond Res., v.ll (4) (1977)

62. A. Batalov, V. Jacques, F. Kaiser, et al. II Phys. Rev. Lett., v.102, p.195506 (2009)

63. J. Harrison, M.J. Sellars, N.B. Manson II DiamondRelat. Mater., v.15, p.586 (2006)

64. G. Balasubramanian, I. Y. Chan, R. Kolesov, M. Al-Hmoud, J. Tisler, C. Shin, C. Kim, A. Wojcik, P. R. Hemmer, A. Krueger, et al., Nature 455, 648 (2008) (7)

65. E. N. Mokhov, O. V. Avdeev, I. S. Barash, et al., Sublimation growth of A1N bulk crystals in Ta crucibles II J. Cryst. Growth, v.281, p.93 (2005)

66. K. L. Brower, Jahn-Teller-Distorted Nitrogen Donor in Laser-Annealed Silicon II Phys. Rev. Lett., v.44, p. 1627 (1980).

67. A.M. Stoneham, Theory of Defects in Solids// Van Nostrand Reinhold, New York (1990)

68. B. K. Meyer, H. Alves, D. M. Hofmann, et al., Bound exciton and donor-acceptor pair recombinations in ZnO // Phys. Status Sol. B, v.241, p.231 (2004)

69. B.S. Gourary, F.S. Adrian H Solid State Phys., v.10, p.127 (1960)

70. M. T. Bennebroek, A. Arnold, O. G. Poluektov, P. G. Baranov, J. Schmidt, Shallow electron centers in silver halides // Phys. Rev.B, v.54, p. 11276 (1996)

71. S.B. Orlinskii, J. Schmidt, P.G. Baranov, V. Lormann, I. Riedel, Identification of shallow Al donors in Al-doped ZnO nanocrystals: EPR and ENDOR spectroscopy///3/^. Rev. B, v.77, p. 115334 (2008)

72. J.-M. Spaeth, J.R. Niklas, R.H. Bartman, Structural analysis of point defects in solids // Springer Series in Solid- State Sciences, p.53-62, p.150, p.278 (1992)

73. G. Denninger, D. Raiser, Determination of electric-field gradients in semiconductors with high precision and high sensitivity II Phys. Rev. B, v.55, p.5073 (1997)

74. G. Watkins, J. Cordett, Analytic Hartree-Fock Wave Functions for the 3p-Shell Atoms // Phys. Rev., v.123, p.521 (1961)

75. J. Morton, K. Preston, atomic parameters for paramagnetic resonance data // J. Magn. Reson., v.30, p. 577(1978)

76. S.W.S. Mc Keever, Thermiluminescence of solids // Cambridge Univirsity Press (1983)

77. A. Halperin, A.A. Braner, Evaluation of thermal activation energies from glow curves // Phys. Rev., v.117, p.408 (1960)

78. N.G. Romanov, V.A. Vetrov, P.G. Baranov, Optically detected magnetic resonance in silicon carbide containing radiation and thermal defects // Sov. Phys. Semicond, v.20, p.96 (1986)

79. L. Gomes, F. Luty, Total quenching of F-center luminescence and photo ionization by OH-molecular defects in KC1 II Phys. Rev. B, v.30, p.7194 (1984)

80. C. Jaccard, Y. Ruedin, M. Aegerter, and P.-A. Schnegg, Weak magnetic field enhancement of the luminescence from F centre pairs in alkali halides // Phys. Status. Sol. B, v.50, p. 187 (1972)

81. W.C. Holton, J. Schneider, T.L. Estle, Electron Paramagnetic Resonance of Photosensitive Iron Transition Group Impurities in ZnS and ZnO // Phys. Rev., v.133, A1638 (1964)

82. A. Abragam, B. Bleaney Electron Paramagnetic Resonance of transition ions, Clarendon Press, Oxford, v.l, ch.7, (1970)

83. N. Mizuochi, S. Yamasaki, H. Takizawa, N.Morishita, et al.// ibid., v.72, p.235208 (2005).

84. E. Janzen, A. Gali, P. Carlsson et al.// Physica B, v.404, p.4354 (2009).

85. N. T. Son, P. Carlsson, J. ul Hassan B. Magnusson, and E. Janzen, Phys. Rev. B, v.75, p.155204 (2007)

86. Список публикаций автора по теме диссертации

87. Soltamov V.A., Ilyin I.V., Soltamova A.A. et. al. Shallow donors and deep level color centers in A IN single crystals: EPR, ODMR and optical studies // Phys. Stat. Sol. C, 1-4 (2011).

88. Солтамов B.A., Ильин И.В., Солтамова A.A., Толмачев Д.О., Мохов Е.Н., Баранов П.Г. Идентификация вакансии азота в монокристалле A1N: исследования методами ЭПР и термолюминесценции// ФТТ, т.53, 1121-1125 (2011).

89. Soltamov V.A., Ilyin I.V., Soltamova А.А., Tolmachev D.O., Mokhov E.N., Baranov P.G. Identification of the deep-level defects in A1N single crystals: EPR and TL studies// Diam. Relat. Mat., v.20, 1085-1089 (2011).

90. Soltamov V.A., Ilyin I.V., Soltamova A.A., Mokhov E.N., Baranov P.G. Identification of the deep level defects in A1N single crystals by electron paramagnetic resonance// J. Appl. Phys., v.107, 113515 (2010).

91. Ilyin I.V., Soltamova A.A., Soltamov V.A., Khramtsov V.A., Mokhov E.N., Baranov P.G. Deep-level defects in A1N single crystals: EPR studies// Mater. Sci. Forum, v.645-648, 1195-1198 (2009).