Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 24: Poster

DS 24.4: Poster

Dienstag, 25. März 2003, 14:30–17:00, P2a

Tiefenselektive Phasenanalyse in Fe-implantierten GaN-Oberflächen mittels DCEMS — •M. Walterfang¹, W. Keune¹ und H. Reuther² — ¹Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 47048 Duisburg — ²Forschungszentrum Rossendorf e.V., Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, 01314 Dresden

195-keV Fe⁺ Ionen wurden mit einer nominellen Dosis von 5 x 10¹⁶ cm⁻² bei Raumtemperatur in einen GaN(0001)-Wafer implantiert. Die Tiefenverteilungen der gebildeten Phasen sowohl direkt nach der Implantation als auch nach Temperungen bei 800 ^∘C und 900 ^∘C für jeweils 60 s (RTA) wurden mittels tiefenselektiver Konversionselektronen-Mößbauerspektroskopie (DCEMS) untersucht. Tieftemperaturmessungen bis 4.2 K wurden mittels integraler CEMS durchgeführt. Die Tiefenverteilungen der Phasen wurden mit den mit Augerelektronen-Spektroskopie bestimmten Fe-Konzentrationsprofilen korreliert. Im ungetemperten Zustand bildeten sich folgende Phasen: (i) (50-490 Å): є-Fe₂N_1−z (0.04<z<0.09), (ii) (70-610 Å): FeN (Fe-Atome, die Ga-Atome im GaN-Gitter substituieren) und (iii) (180-860 Å): superparamagnetische α-Fe Cluster. Die Temperungen führten zu einer langreichweitigen Diffusion von Fe-Atomen in größere Tiefen. Die FeN-Phase verschwand vollständig. Bei 4.2 K spalteten die Phasen magnetisch auf. Die Maxima in den magnetischen Hyperfeinfeldverteilungen konnten den einzelnen Phasen zugeordnet werden. Das ferromagnetische Verhalten bei 4.2 K wurde durch eine SQUID-Messung bestätigt.
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.