розділ 2).
Слід зазначити, що наші експерименти не виявили різниці в русі дислокацій у
повздовжньому та в поперечному електростатичному полях. Варто також зауважити,
що, на відміну від ЕПЕ, який досліджувався Осип’яном та Петренко [148] на рівні
макроскопічних характеристик пластичності з застосуванням сильних полів (U =
2,4 кВ, що відповідає полям ~105 в/см), ЕПЕ в нашій роботі вивчався на рівні
мікропластичної деформації і при значно менших полях.
Ефекти, які проявляються під дією електричного поля в наших експериментальних
умовах, можуть бути пов’язані з різними механізмами взаємодії дислокацій з
точковими дефектами, зокрема, як уже зазначалося, з взаємодією між дислокаціями
та преципітатами SiOx. Розглянемо це питання дещо детальніше.
Як уже відмічалося в розділі 2, у крайової дислокації є ряд ненасичених
зв’язків, тобто дислокаційний обірваний зв’язок має неспарений електрон.
Дислокація внаслідок цього набуває акцепторних властивостей і для виконання
умови
електронейтральності системи виникає компенсація заряду дислокації позитивним
зарядом іонізованих донорів, домішкових центрів та мікропреципітатів SiOx із
вбудованим позитивним зарядом.
В приповерхневому шарі Si при початкових термічних обробках (при яких
“стартують” дислокації) іде гетерування кисню на дислокації, зародження та ріст
мікропреципітатів SiOx навколо виходу дислокації на поверхню. Вбудований в
преципітати позитивний заряд, з одного боку, в якійсь мірі компенсує негативний
заряд дислокацій, а, з іншого боку, самі преципітати закріплюють кінці
дислокацій на поверхні, перешкоджаючи їх руху. Отже, домішкова атмосфера
навколо дислокацій, яка складається з SiOx преципітатів з вбудованим позитивним
зарядом, закріплює дислокації в стартових положеннях і забезпечує кулонівське
екранування заряду ненасичених зв’язків. Можна припустити, що зовнішнє
електричне поле, прикладене до кристалів Si після виведення дислокацій в
стартові положення, веде до захоплення електронів на пастки в
мікропреципітатах, компенсує їх позитивний заряд, що полегшує відкріплення
дислокації від закріплюючих центрів.
Не виключено, що під впливом електричного поля змінюється заряд не лише
SiOx-преципітатів, але і заряд дислокаційних обірваних зв’язків (ДОЗ). На це
вказує наступний експериментальний факт.
Як уже відмічалось (див. рис.3.4), при деякому критичному значенні електричної
напруги (U = 6 – 8 В), швидкість перестає залежати від напруги, що
прикладається до контактів. В основі такої поведінки дислокацій, вірогідно,
лежить залежність коефіцієнта заповнення електронних рівнів дислокацій від
зовнішнього електричного поля.
В роботі [227] показано, що коефіцієнт заповнення f в довільних електричних
полях залежить від напруженості поля e складним чином. Теоретично досліджуючи
залежність коефіцієнта заповнення енергетичних рівнів крайової дислокації
електронами в залежності від зовнішнього електричного поля, автор [227] дійшов
висновку, що з ростом електричного поля величина f зменшується. Згідно [227],
це пов’язано з тим, що в сильних електричних полях глибина дислокаційної ями
зменшується. Тому процес іонізації домінує над процесом захоплення, шо і
приводить до зменшення f. Вірогідно, ефект відсутності залежності швидкості
дислокацій від електричної напруги при U і Uкр, який спостерігався в нашій
роботі, може бути пов’язаний з тим, що коефіцієнт заповнення дислокації з
ростом напруженості електричного поля зменшується, при деякому критичному
значенні напруженості наступає стан насиченості, коли коефіцієнт заповнення
перестає залежати від величини напруженості поля.
Можна також намагатись представити собі механізм ЕПЕ слідуючим чином.
Припустимо, що деформація в поверхневому шарі по аналогії з її дією в об’ємі
(тензоефект) викликає зміщення поверхневих енергетичних рівнів. Зміщення
частини рівнів, скоріше за все домішкових, в зону провідності приводить до
збагачення поверхневого шару носіями. В присутності електричного поля
відбувається процес звільнення електронів з решти зміщених поверхневих рівнів.
Останнє приводить до нейтралізації позитивного вбудованого заряду SiOx
преципітатів і до полегшеного руху дислокацій в електричному полі. З цієї точки
зору, насичення на залежності швидкості дислокацій від величини електричної
напруги, прикладеної до контактів (див. рис.3.4) зручно пояснити виснаженням
зміщених поверхневих рівнів: коли поверхневі рівні перестають “працювати”,
подальше збільшення поля не викликає вже подальшого збільшення швидкості
дислокацій.
Результати, одержані в нашій роботі, вказують на існування своєрідного ефекту
“дислокаційної пам’яті” поля. Ефект проявляється в тому, що коли до зразка з
введеними дислокаціями прикласти електричне поле в звичайних умовах при
температурі Т = 300 – 973 К, але за відсутності дії механічного напруження, то
дислокації “запам’ятовують” дію електростатичного поля і при наступному
прикладанні до цього зразка механічного напруження рухаються з тими ж
швидкостями, що і в зразках при одночасній дії таких же за величиною
електричного поля і механічного навантаження (рис.3.6).
Існування ефекту “дислокаційної пам’яті” дає можливість припустити, що
прикладене поле впливає на електростатичну взаємодію в атмосфері дислокації в
приповерхневій області, що призводить до зміни її зарядового стану. Виявилось,
що час знаходження зразка в електричному полі, який варьювався в межах t = (1 ё
900)с не впливає на характер і величину ефекту “пам’яті”. Незалежність ефекту
“пам’яті” від часу прикладання поля говорить про те, що ця зміна протікає в
момент
- Київ+380960830922