Φασματοσκοπική μελέτη του κρυσταλλικού SiC εμφυτευμένου με ιόντα Si και C σε γεωμετρία διαυλισμού - Φλέσσα-Σαββίδου, Αικατερίνη-Καταφυγή (Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2018)
Το καρβίδιο του πυριτίου (Silicon Carbide – SiC), είναι ένας ημιαγωγός ευρέος χάσματος και θεωρείται το πιο υποσχόμενο υποκατάστατο για τους παραδοσιακούς ημιαγωγούς, λόγω των εξαιρετικών φυσικών ιδιοτήτων του (μεγάλη σκληρότητα, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, χημική ανόπτηση και μικρή θερμική διαστολή). Επιπρόσθετα, η εμφύτευση με υψηλής ενέργειας ιόντα (της τάξης των MeV), η οποία χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία βαθιά εμφυτευμένων στρωμάτων, θεωρείται ως ένας υποσχόμενος τρόπος για την αύξηση της απόδοσης των ολοκληρωμένων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων (chip), με τη δημιουργία πολυστρωματικών τρισδιάστατων δομών. Αυτός ο τύπος εμφύτευσης χαρακτηρίζεται κυρίως από (i) μεγάλα βάθη και σαφή ασυμμετρία του προφίλ εμφύτευσης ιόντων και (ii) την υπεροχή της ηλεκτρονικής έναντι της πυρηνικής απώλειας ενέργειας, η οποία κυριαρχεί μόνο προς το τέλος της τροχιάς των ιόντων (δηλαδή όταν η ενέργεια είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό σε σχέση με την αρχική). Παρόλα αυτά, υπάρχει μια εμφανής έλλειψη δεδομένων στη βιβλιογραφία αναφορικά με την περίπτωση της εμφύτευσης σε γεωμετρία διαυλισμού υψηλής ενέργειας ιόντων, ειδικά σχετικά με την εμφύτευση σε διαυλισμό υψηλής δόσης, υψηλής ενέργειας ιόντων άνθρακα και πυριτίου στο SiC. Από τεχνολογικής άποψης, μια λεπτομερής έρευνα του τρόπου που εμφυτεύονται τα ιόντα άνθρακα και πυριτίου, χρειάζεται στην φυσική για τους ανιχνευτές, για την μελέτη καταστροφών λόγω ακτινοβολίας, αλλά κυρίως λόγω του γεγονότος ότι ο άνθρακας συγκεκριμένα είναι ένα πολύ γνωστό υλικό πρόσμιξης στα τρανζίστορ και τις διόδους, όπου, όταν εμφυτεύεται σε υψηλές δόσεις, μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες τους, η μελέτη του προφίλ εμφύτευσής του μπορεί να παρέχει κρίσιμες πληροφορίες για την κατασκευή ανιχνευτών. Στην παρούσα διπλωματική μελετήθηκε η καταστροφή κρυσταλλικού δισκίου (wafer) SiC, λόγω της εμφύτευσης ιόντων άνθρακα και πυριτίου με ενέργεια 4 MeV, σε διαφορετικές δόσεις σε διαυλισμό. Οι ακτινοβολήσεις πραγματοποιήθηκαν στο RBI Ζάγκρεμπ, στην Κροατία, ενώ στη συνέχεια η μελέτη των ακτινοβολημένων σημείων πραγματοποιήθηκε στο Εθνικό Μετσόβιο 12 Πολυτεχνείο. Οι εντάσεις των κορυφών Raman, οι μετατοπίσεις και το σχήμα τους, έχει χρησιμοποιηθεί για την μελέτη των ατελειών στις εμφυτευμένες με ιόντα περιοχές. Οι τεχνικές micro-Raman και SEM χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιοριστεί το κατά βάθος προφίλ της κατεστραμμένης δομής. Τα αποτελέσματα από τις δύο μεθόδους συμφωνούν μεταξύ τους, αποδεικνύοντας την ικανότητα της τεχνικής micro-Raman να εξετάσει με ακρίβεια τις πλεγματικές αλλαγές λόγω της ιοντικής εμφύτευσης.