Disputas: Mads Mikelsen

Prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Dr. Cinzia DaVia, University of Manchester
Professor Helge Weman, NTNU
Professor Aasmund Sudbø, Universitetet i Oslo

Leder av disputas:  Ørjan G. Martinsen

Veileder:  Bengt G. Svensson, Edouard V. Monakhov

Sammendrag

Dr. graden er tatt innenfor feltet fysikalsk elektronikk, ved Mikro og Nanoteknologi Laboratoriet, Universitet i Oslo, i samarbeid med SINTEF.
Strålingsdefekter i halvledermaterialene silisium (Si) og silisiumkarbid (SiC) har blitt studert. Ny kunnskap om viktige punkdefekter har blitt funnet, noe som kan bidra til fremtidig utvikling av mer strålingsresistente materialer.
Bakgrunn: Halvlederkomponenter er nødvendige i all moderne elektronikk. Si er det desidert mest populære halvledermaterialet, mens SiC er et materiale med svært lovende egenskaper som først nylig blitt tilgjengelig i en tilfredsstillende kvalitet. Disse halvlederne har en krystallstruktur og en feil på atomnivå i denne strukturen kalles en punktdefekt. Punktdefekter kan dannes som et resultat av radioaktiv stråling, og kan drastisk forandre materialets egenskaper, og i de fleste tilfeller er dette uønsket. Dannelsen av punkdefekter er et stort problem for elektronikk som befinner seg i miljøer med mye strålig; f.eks. i rommet, kjernekraftverk og strålingsdetektorer. Formålet med forskningen er å utvide kunnskapen om punkdefekter, bl.a. med tanke på å kunne lage mer strålingsresistente materialer.
Funn (Si): Divakansen (V₂) i silisium dannes i store mengder som resultat av stråling. Diffusjonsegenskapene til V₂ har blitt grundig kartlagt, ved å gjøre elektriske målinger etter varmebehandling ved forskjellige temperaturer. Det er blitt påvist at V2 kan bli fanget av oksygen under migrasjon, noe som resulterer i divakans-oksygen komplekset (V₂O). Tidligere studier har konkludert med at V₂O har hovedansvaret for degradering av silisium etter bestråling, men dette blir tilbakevist i dette arbeidet, noe som betyr at en annen defekt må være ansvarlig. Videre har den termiske evolusjonen til V₂O blitt studert, og det er funnet at V₂O dissosier ved temperaturer over 260 °C. En modell som beskriver viktige defektreaksjoner i silisium under oppvarming har blitt laget, noe som har gitt en mer fullstendig innsikt i hvordan ulike defekter interagerer med hverandre.
Funn (SiC): Et viktig funn er at den dopingen i n-type SiC reduseres som resultat av bestråling, og ved høye doser når dopekonsentrasjonen null. Konsentrasjonen av strålingsdefekter er veldig høy i SiC i forhold til Si for tilsvarende strålingsdoser, og det konkluderes med at SiC er mindre egnet enn Si for bruk i miljøer der komponenter utsettes for høyenergetisk stråling i høye doser.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Heidi Bruvoll.