Registration Number
0825U001659, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-06-2025
popup.evolution
o
Title
Electrophysical and magnetic properties of impurities and defects in carbon-containing amorphous and single-crystalline materials
Author
Maryna O. Holiatkina,
popup.head Dariia V. Savchenko
popup.opponent Volodymyr O. Holub
popup.opponent Andrii A. Konchits
popup.review Viktor M. Kalyta
popup.review Yuriy I. Dzhezherya
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Дисертацiя присвячена дослiдженню електрофізичних та магнітних властивостей домішок та дефектів у вуглецевомістких аморфних та монокристалічних матеріалів методами спектроскопії електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) та електрично-детектованого магнітного резонансу (ЕДМР). У якості об'єкту дослідження були обрані монокристали карбіду кремнію (SiC) 4Н та 6Н політипів, із різним ступенем легування домішкою азоту (N), та аморфні тонкі плівки безводневого алмазоподібного вуглецю, леговані домішкою германію.
Сучасний стан проблем, якi iснують на теперiшнiй момент стосовно впливу домішок та дефектiв на властивостi вуглецевомістких аморфних та монокристалічних матерiалiв, вiдображений у вступі даної роботи. Зроблено висновок, що, попри інтенсивні дослідження, залишаються нез’ясованими такі питання як природа спінового обміну локалізованих і нелокалізованих електронів та зв’язок між магнітними й електричними характеристиками у гексагональних політипах монокристалів SiC з різним вмістом N, магнітні властивості домішкових станів і вплив дефектів на електронні процеси у DLC-плівках.
У першому розділі виконано огляд властивостей вуглецевомістких аморфних та монокристалічних матеріалів та методи їх вирощування. Розглянуто типи гібридизації атомів карбону, за рахунок яких можливе утворення різних алотропних форм вуглецю, та різницю в гібридизації поверхневих і глибоких шарів вуглецевих матеріалів. Зазначено суттєвий вплив гібридизації на властивості вуглецевих матеріалів.
Другий розділ присвячено огляду застосування спектроскопії ЕПР для дослідження вуглецевомістких матеріалів. Розглянуто теоретичні та експериментальні основи методу, зокрема детально описано основні компоненти спектрометра ЕПР. Зазначено, які параметри парамагнітних систем можуть бути визначені з аналізу експериментальних параметрів спектра.
У третьому розділі представлено результати дослідження електрофізичних та магнітних властивостей монокристалів 4H-SiC із різною концентрацією донорів азоту. Проаналізовано механізми спінового обміну між локалізованими та нелокалізованими електронами, дослідження проведено за допомогою безконтактного мікрохвильового резонаторного методу та спектроскопії ЕПР в стаціонарному та імпульсному режимах.
У четвертому роздiлi проведено ЕПР дослідження безводневих алмазоподібних вуглецевих плівок, легованих германієм, в широкому діапазоні температур. Проаналізовано температурні залежності спінової сприйнятливості, положення резонансного магнітного поля та ширини лінії спектру ЕПР.
П’ятий розділ присвячено вивченню зв’язку між магнітними та електричними властивостями донорів азоту в монокристалах 6H-SiC з низьким питомим опором. З даною метою досліджено природу сигналу ЕДМР у монокристалах 6H-SiC з високим вмістом азоту.
Ключовi слова: ЕПР, магнітні властивості, карбід кремнію, спінова динаміка, тонкі плівки, бінарні сплави, магнетизм, парамагнетизм, резонансні криві, магнітне поле, антиферомагнетизм, парамагнетизм, мікрохвильове поглинання.
Registration Date
2025-05-12
popup.nrat_date
2025-05-12 / 2026-07-01
