Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса в твердых телах Советский патент 1990 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к контр л ю физических параметров в полупроводниках и может быть использовано для изучения свойств, концентрации и распределения пара- ма1нитных дефектов, вводимых в кристалл при радиационном воздействии (например, при ионной имплатации, нейтронном трансмутационном легировании и т. д.).

Цель изобретения - расширение информативности и улучшение разрешения спектров.

В процессе записи спектра ЭПР к образцу прикладывают одноосное давление, величину одноосного давления, приложенного к образцу, модулируют с частотой, лежащей в интервале 10 v/AH.i/2-1/т (где v - скорость развертки магнитного поля, Тл/с; AHi/2- ширина резонансных линий спектра, Тл; т - время отклика тензочувствительного центра на давление) с последующим селективным усилением и синхронным детектированием сигнала на частоте модуляции.

Модуляция одноосного давления с некоторой чьототой fi приводит к тому, что интенсивность или положение линий тензо- чувствительных центров меняется с той же частотой, а интенсивность и положение линий тензонечувствигельных центров остаются неизменными. Селективное усиление и синхронное детектирование сигнала на частоте fi позволяют выделить из общего спектра линии только тензочувствительных ut-Hi ров

Спектр л IP н Q диапазоне рсми-трнру ют для образца кремния, легированного фосфоров ГКЭФ-0,02, об.-лчонною реакторными нейтронами при Т±;9и К и частоте модуляции магнитно о поля кГц Образец с размерами 1X1X12 мм p.ic- пола аюг вдоль оси цилиндрического резонатора так. чтобы его торцы находились Вг-е рабочего объема резоне- i;;pa Давление прикладывают к торцам образца при помощи латунных стержней, рычага и грузов известной массы Модчляиию давления ocvсд

о 1 со 1

ществляют при помощи электромагнита с якорем, закрепленным на рычаге. На электромагнит подают переменное напряжение с амплитудой ж 200 В и частотой, регулируемой в диапазоне 10-104 Гц. Это же напряжение подают в качестве опорного сигнала на синхронный детектор. Скорость развертки магнитного поля составляет v«0,5X Тл/с, ширина резонансных линий ДН|/2 ;1Х104 Тл, время отклика наблюдавшегося в нашем случае тензочувствитель- ного центра на давление т 10 3 с (при данной температуре). Следовательно, частота модуляции одноосного давления должна лежать в интервале от 5 до 10 Гц. Час- ота модуляции в нашем случае подбирает- н из условия ее совпадения с с очанс- гой частотой используемой механической истемы (300 Гц), при этом амплитуда модуляции давления была максимальна.

Сигнал поглощения СВЧ-мощности после селективного усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции магнитного поля f(, подвергают селективному усилению и синхронному детектированию на час тоте модуляции одноосного давления.

При этом обеспечивается запись сигнала только линий тензочувствительных центров, даже если Е исходном спектре они были неразрешены ввиду наложения на более интенсивные линии других центров, т. е. достигается улучшение разрешения спектров ЭПР сложных систем.

Если в спектре присутствуют одновременно линии двух тензочувствительных центров с разными значениями времени откли

цл на одноосное давление (), то под $ором фазы синхронного детектора можно выделить сигнал от каждого из них по отдельности, что также означает улучшение разрешения.

Кроме того, не требуется приложения больших давлений, поскольку использование модуляционной методики позволяет существенно подавить шумы (отношение шум-

сигнал падает по закону 1/fi, где f| - частота модуляции давления), причем по сдвигу фазы между регистрируемым и опорным сигналами или по зависимости интенсивности сигнала от частоты можно определить характерное время отклика тензочувствитель- ного центра на одноосное давление.

Формула изобретения

Способ регистрации сигналов электрон- Q ного парамагнитного резонанса з твердых телах, включающий воздействие одноосного давления и одновременную регистрацию спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), отличающийся тем, что, с целью расширения информативности и улуч- 5 шения разрешения спектров, величину одноосного давления модулируют с частотой, лежащей в интервале 10 v/AHj/2...l/T, где v - скорость развертки магнитного поля; - ширина резонансных линий спектра; т - время отклика тензочувстви- ° тельного центра на давление, а регистрируемый сигнал ЭПР селективно усиливают и синхронно детектируют на частоте модуляции давления.

Изобретение относится к контролю физических параметров в полупроводниках и может быть использовано для изучения свойств, концентрации и распределения парамагнитных дефектов, вводимых в кристалл при радиационном воздействии (например, при ионной имплантации, нейтронном трансмутационном легировании и т.д.). Целью изобретения является расширение информативности и улучшение разрешения от спектров. В процессе записи спектра ЭПР к образцу прикладывают одноосное сжатие. Величину одноосного сжатия модулируют с частотой, лежащей в интервале 10 V/ΔН_1/2...1/Τ (где V - скорость развертки магнитного поля, Тл/с

ΔН_1/2 - ширина резонансных линий спектра, Тл

Τ - время отклика тензочувствительного центра на давление), с последующим селективным усилием и синхронным детектированием сигнала ЭПР на частоте модуляции.