Composition of silicon jointly doped with impurity atoms of gallium and phosphorus

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this work, the morphology and composition of the silicon surface are experimentally studied using a scanning electron microscope, X-ray phase analysis, and various peaks in the Raman spectra. The spectral characteristics of silicon doped with impurity atoms of phosphorus and gallium have been studied. It was shown, that in the silicon lattice simultaneously doped with gallium and phosphorus atoms impurity atoms created binary complexes. Experimental determination of the concentration of gallium and phosphorus atoms made it possible to reveal a significant increase in the concentration of gallium, in comparison with its fundamental solubility in silicon. It is shown that a sufficiently large concentration of such elementary cells can lead to a significant change in the electrophysical parameters of silicon, i.e. the possibility of obtaining a new silicon-based material.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. F. Zikrillaev

Tashkent State Technical University

Author for correspondence.
Email: zikrillaev@mail.ru
Uzbekistan, 100095, Tashkent

S. V. Koveshnikov

Tashkent State Technical University

Email: zikrillaev@mail.ru
Uzbekistan, 100095, Tashkent

X. S. Turekeev

Tashkent State Technical University

Email: axmet-8686@mail.ru
Uzbekistan, 100095, Tashkent

B. K. Ismailov

Tashkent State Technical University

Email: zikrillaev@mail.ru
Uzbekistan, 100095, Tashkent

References

  1. Adachi S. Properties of Semiconductor Alloys Group−IV, III−V and II−VI semiconductors. John Wiley & Sons, Ltd, 2009. 400 p.
  2. Saidov A.S., Saparov D.V., Usmonov Sh.N., Kutlimura- tov A., Abdiev J.M., Kalanov M., Razzakov A.Sh., Akhmedov A.M. // Adv. Condensed Matter Phys. 2021. https://doi.org/10.1155/2021/3472487
  3. Соболев М.С., Лазаренко А.А., Никитина Е.В., Пирогов Е.В., Гудовских А.С., Егоров А.Ю. // ФТП. 2015. Т. 49. № 4. С. 569.
  4. Bakhadirkhanov M.K., Isamov S.B., Kenzhaev Z.T. // Euroasian J. Semicond. Sci. Engineering. 2020. V. 2. № 5. P. 9.
  5. Бахадирханов М.К., Зикриллаев Н.Ф., Исамов С.Б., Турекеев Х.С., Валиев С.А. // ФТП. 2022. Т. 56. № 2. С. 199. https://doi.org/10.21883/0000000000/
  6. Исмайлов К.А., Зикриллаев Н.Ф., Ковешников С.В., Косбергенов Е.Ж. // ФТП. 2022. Т. 56. № 4. С. 438. https://doi.org/10.21883/FTP.2022.04.52200.9768/
  7. Абрамкин Д.С., Петрушков М.О., Путято М.А., Семягин Б.Р., Емельянов Е.А., Преображенский В.В., Гутаковский А.К., Шамирзаев Т.С. // ФТП. 2019. Т. 53. № 9. С. 1167. https://doi.org/10.21883/FTP.2019.09.48118.01/
  8. Уваров А.В., Баранов А.И., Вячеславова Е.А., Каложный Н.А., Кудряшов Д.А., Максимова А.А., Морозов И.А., Минтаиров С.А., Салий Р.А., Гудовских А.С. // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. № 14. С. 51. https://doi.org/ 10.21883/PJTF.2021.14.51189.18781
  9. Зайнабиддинов C.З., Саидов А.С., Бобоев А.Й., Усмонов Ж.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр, и нейтрон. исслед. 2021. № 1. С. 107. https://doi.org/10.31857/S1028096022120342
  10. Schneider K., Welter P., Baungarther Y., Hahn H., Czornomaz L., Seidler P. // J. Light Wave Technol. 2018. V. 36. № 14. P. 2994.
  11. Feifel M., Rachow Th., Banick J., Ohlmann J., Janz S., Hermle M., Dimroth F., Lackner D. // IEEE Journal of Photovoltaics. 2015. V. 6. № 1. P. 384. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2015.2478062
  12. Zhou A. Analyse structurales de pseudo-substrats GaP/Si et d’hétérostructures CIGS/GaP/Si pour des applications photovoltaïques: Doctoral dissertation. INSA de Rennes, Français, 2019. 128 p.
  13. Xiong Q., Gupta R., Adu K.W., Dickey E.C., Lian G.D., Tham D., Fischer J.E., Eklund P.C. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2003. V. 3. № 4. P. 335.
  14. Заварицкая Т.Н., Караванский В.А., Квит А.В., Мельник Н.Н. // ФТП. 1998. Т. 32. № 2. С. 235.
  15. Cano P., Ruiz C.M., Navarro A., Galiana B., Garsia I., Rey-Stolle I. // Coatings. 2021. V. 11. P. 398.
  16. Жиляев Ю.В., Криволапчук В.В., Назаров Н., Никитина И.П., Полетаев Н.К., Сергеев Д.В., Травников В.В., Федоров Л.М. // ФТП. 1990. Т. 24. № 7. С. 1303.
  17. Хожиев Ш.Т., Ганиев А.А., Ротштейн В.М., Косимов И.О., Муродкобилов Д.М. // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. Т. 98. № 8. С. 54. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.98.8.007
  18. Лунин Л.С., Лунина М.Л., Девицкий О.В., Сысо- ев И.А. // ФТП. 2017. № 51. Т. 3. 403 с. https://doi.org/ 10.21883/FTP.2017.03.44216.8299
  19. Абрамкин Д.С., Петрушков М.О., Емельянов Е.А., Ненашев А.В., Есин М.Ю., Васев А.В., Путято М.А., Богомолов Д.Б., Гутаковский А.К., Преображенский В.В. // ФТП. 2021. Т. 55. № 2. С. 139. https://doi.org/ 10.21883/FTP.2021.02.50500.9529
  20. Уваров А.В., Шаров В.А., Кудряшов Д.А., Гудовских А.С. ФТП. 2022. Т. 56. № 2. С. 213. https://doi.org/ 10.21883/FTP.2022.02.51964.9748
  21. Бахадирханов М.К., Исамов С.Б. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 11. С. 1678. https://doi.org/ 10.21883/JTF.2021.11.51528.60-21
  22. Bakhadyrkhanov M.K., Kenzhaev Z.T., Koveshni- kov S.V., Usmonov A.A., Mavlonov G.Kh. // Neorgani-cheskie Materialy. 2022. V. 58. № 1. P. 3. https://doi.org/10.1134/S0020168522010034
  23. Зикриллаев Х.Ф., Аюпов К.С., Мавлонов Г.Х., Усмонов А.А., Шоабдурахимова М.М. // ФТП. 2022. Т. 56. № 6. С. 528. https://doi.org/ 10.21883/FTP.2022.06.52582.9829
  24. Зикриллаев Н.Ф., Ковешников С.В., Исамов С.Б., Абдурахманов Б.А., Кушиев Г.А. // ФТП. 2022. Т. 56. № 5. С. 495. https://doi.org/ 10.21883/FTP.2022.05.52352.9788

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Morphology (a) and composition (b) of the near-surface layer of a silicon sample after diffusion of impurity phosphorus and gallium atoms according to scanning electron microscopy data. The elemental composition of the sample according to the analysis results: Si 86.2(8); Ga 9.2(9); P 4.2(2); O 0.4(2) wt. %.

Download (478KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. X-ray of silicon doped with phosphorus and gallium atoms. The graph shows which phases correspond to the found reflexes. The 200GaP and 400Si reflexes are shown on an enlarged scale.

Download (153KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Raman spectrum of a sample of monocrystalline gallium phosphide. The maxima correspond to transverse (1) and longitudinal (2) optical phonons.

Download (128KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Raman scattering spectrum of a sample of monocrystalline silicon doped with phosphorus and gallium atoms. The maxima correspond to transverse (1) and longitudinal (2) optical phonons and the Si–Si interaction (3).

Download (129KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Images of the surface of silicon doped with phosphorus and gallium atoms (a) and silicon doped with phosphorus atoms only (b) obtained by atomic force microscopy. The size of the scanning field is 10×10 microns.

Download (572KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Spectral dependence of the short-circuit current of silicon samples doped only with phosphorus atoms (1) and doped with gallium phosphide molecules (2).

Download (166KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. The proposed Si2GaP binary unit cell in silicon.

Download (67KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. The band structure of silicon with enriched binary Si2AIIIBV unit cells.

Download (86KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».