Вплив лазерного опромінення на поведінку домішок і дефектів у Ві-заміщених ферит-ґранатових плівках

Методами двухкристальной рентгеновской дифрактометрии исследованы процессы миграции и аннигиляции радиационных дефектов под действием лазерного облучения наносекундной длительности в одно- и двукратно имплантированных ионами В⁺ пленках. Установлены области с отличными механизмами дефектообразования, что указывает на наличие, по крайней мере, двух групп радиационных дефектов.

Миграцию дефектов из поверхности вглубь слоя пленки можно расценивать как наличие в приповерхностном слое избытка анионных вакансий V_o. Уменьшение дефектности в области ядерных потерь можно связать с релаксацией дефектов френкелевского типа V_o-I_o. Вычислены энергии активации миграции кислородных вакансий V_o и релаксации дефектов френкелевского типа, которые соответственно равны 2,1 и 1,6 еВ.

Для однократно имплантированных образцов в области ядерных потерь наблюдается участок в конце профиля, где незначительное изменение Дd/d объясняется диффузией ионов бора вглубь пленки. Через кратковременность лазерного нагрева термообработка должна происходить без заметной диффузии примеси, поэтому рост коэффициента диффузии бора может быть повышенным за счет аннигиляции кислородных вакансий. В двукратно имплантированном образце такого участка не наблюдается, что указывает на отсутствие или низкую концентрацию кислородных вакансий в области ядерных потерь. Отсюда следует, что двойная имплантация отличается от однократной еще и механизмом дефектообразования в конечной области пробега ионов В⁺.

Ключевые слова: феррит-гранатовые пленки, одно- и двукратная имплантация, лазерное облучение, рентгеновская дифрактометрия, радиационные дефекты, профили деформации.

Solovko Y.T. Influence of laser irradiation on the behavior of admixtures and defects in Ві-substituted ferrite-garnet films. - Manuscript.

The dissertation for the Candidate Degree in Physics and Mathematics. Speciality 01.04.18 - Physics and Chemistries of Surfaces. Precarpation National University, Ivano-Frankivsk, 2004.

The results of researches of laser irradiation influencing of milli - and nanosecond duration on the defect subsystem, and also change of structural, magnetic and optical properties in Ві-substituted unimplanted and implanted ferrite-garnet films are presented in dissertation.

Physical regularities of modification of the unimplanted films in the process of laser irradiation of millisecond duration, peculiarities of structure changes along and across to the film plane, and also changes in a transitional layer between films and substrate are set. It is shown, that the structural changes in the given films depend not only on energy density in the impulse, but also from the method of irradiation, i.e. application of twice - and thrice-repeated irradiation by the same energies.

The dynamics of defect subsystem in Ві-substituted garnets, and also regimes and conditions of the laser annealing of atomic defects (admixture atoms and vacancies) are explored be the method of optical IR spectroscopy. Bi³⁺, Pb²⁺, Pb⁴⁺, Fe²⁺, Fe⁴⁺ admixtures are identified at the analysis of absorption spectrums.

The migration and annihilation processes of radiation defects are explored due to laser irradiation of nanosecond duration in single- and double implanted by ions B⁺ films are investigated by the methods of double crystal diffractometry. Two regions are exposed with the different mechanisms of defect formation that indicates in the presence of at least two groups of radiation defects. Activation energies of oxygen vacancies migration V_o and relaxation of Frenkel' type defects V_o-I_o are calculated, what are equal to 2,1 and 1,6 eV respectively. The difference is experimentally set in the mechanisms of defect formation of double implantation from single one in the final stage of B⁺ ions path.

Key words: ferrite - garnet films, single- and double implantation, laser irradiation, X-ray diffractometry, radiation defects, strain profiles.

Размещено на Allbest.ru