Электрически детектируемый электронный парамагнитный резонанс точечных центров в наноструктурах на основе 6H-SiC

Представлены результаты исследований электрически детектируемого электронного парамагнитного резонанса (ЭДЭПР) и классического электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (X-диапазон) по идентификации мелких и глубоких центров бора, N$V_{\mathrm{Si}}$-дефектов и изолированных кремниевых вакансий, $V_{\mathrm{Si}}$, которые формируются непосредственно в процессе получения планарных наноструктур в условиях инжекции кремниевых вакансий на границе раздела SiO$_2$/$n$-6H-SiC без какого-либо последующего радиационного облучения. Полученная сандвич-наноструктура представляет собой сверхузкую квантовую яму $p$-типа проводимости, ограниченную сильно легированными бором $\delta$-барьерами на поверхности $n$-6H-SiC, которые самоупорядочиваются в процессе нанесения пиролитического окисла и последующей коротковременной диффузии бора. Регистрация ЭДЭПР точечных центров в сандвич-наноструктурах, полученных в рамках холловской геометрии, проводилась путем измерения полевых зависимостей магнетосопротивления без внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ излучения, что стало возможным благодаря наличию микрорезонаторов, встроенных в плоскость квантовой ямы, и СВЧ генерации в условиях стабилизированного тока исток-сток из $\delta$-барьеров, содержащих дипольные центры бора. Полученные спектры ЭДЭПР мелких и глубоких центров бора анализируются на основе результатов исследований ЭПР в объеме 6H-SiC [10]. Спектр ЭДЭПР изолированной вакансии проявляет наличие как отрицательно заряженного состояния, $V_{\mathrm{Si}}^-$ ($S$ = 3/2) так и нейтрального в гексагональной, $V_{\mathrm{Si}(h)}$, и квазикубической, $V_{\mathrm{Si}(k1,k2)}$, позициях ($S$ = 1). В свою очередь N$V_{\mathrm{Si}}$-дефекты были обнаружены не только методом ЭДЭПР при 77 K, но и с помощью ЭПР-спектрометра Bruker ELEXSYS E580 на частоте 9.7 ГГц в температурном интервале от 5 до 40 K. Cпектры ЭДЭПР и ЭПР, зарегистрированные на одной и той же сандвич-наноструктуре, практически идентичны и соответствуют центру в триплетном состоянии со спином $S$ = 1. Спектр ЭПР, представляющий собой дублет линий малой интенсивности с величиной расщепления $\Delta B$ = 237.6 мTл, наблюдается на фоне спектра ЭПР от доноров азота, концентрация которого в исходном образце $n$-6H-SiC составляла 5 $\cdot$ 10$^{18}$ см$^{-3}$, тогда как в спектре ЭДЭПР донорные центры азота не проявляются, поскольку внутри сандвич-наноструктуры они все участвуют в формировании N$V_{\mathrm{Si}}$-дефектов.