Поляризационные характеристики электролюминесценции, сопровождающей электрический пробой p—n-структур на карбиде кремния

Уперше отримано спектральну залежність ступеня лінійної поляризації електролюмінесценції, що супроводжує електричний пробій сплавних p-n-структур, виготовлених на основі політипів SiC-4Н, 6Н, 15R, а також кубічного карбіду кремнію в діапазоні 1,4-3,8 еВ. Структури розміщували на гранях кристалів, паралельних і перпендикулярних до кристалографічної осі С. Випромінювання виводили з боку тонкої р-області перпендикулярно та під гострим кутом до робочої грані кристала. Виявлено компоненти випромінювання, що мають лінійну поляризацію у площині, паралельній і перпендикулярній до осі С (Е||С, Е⊥С) та паралельній до вектора F напруженості електричного поля у p-n та інтенсивність компонент, пов’язаних із напрямком осі С, мають суттєві відмінності в різних політипах. Загальною рисою для всіх політипів є наявність поляризації (зі ступенем 0,3-0,4) у площині Е||С в області фундаментального поглинання та прилеглій ділянці. Відповідність поляризаційних характеристик випромінювання даним по оптичному поглинанню має місце лише в окремих випадках. Поляризація Е||F досягає ступеня 0,5 та має тенденцію до зростання в бік великих енергій фотона.Spectral dependence of the linear polarization extent of electroluminicsence, which accompanies the electric breakdown of alloyed p-n-structures, made on the base of SiC-4H, 6H, 15R polytypes, and also cubic silicon carbide in the range of 1,4-3,8 eB have been obtained for the first time. The structures have been placed on the crystal faces, which are parallel and perpendicular to the crystallographic axis C. The luminescence was lead out from the side of thin p-region perpendicularly, and also at the sharp angle to the operating crystal face. The components of luminescence which are polarized linearly in the parallel and perpendicular to the crystallographic axis C (E||C, E⊥C) plane, and also parallel to the vector F of electric field tensity in the p-n-junction (E||F) have been revealed. Spectral location and intensity of the component, connected with direction of the axis C, have essential differences in different polytypes. Common feature for all polytypes is the presence of polarization (with the level of 0,3-0,4) in the plane E||C in the region of fundamental absorption and in the adjoining region. Accordance of polarization characteristic of luminicsence to the date on optical absorption takes place only in the separate cases. Polarization E||F reaches the level 0,5 and tends to increase in the side of increasing of photon energy.Впервые получена спектральная зависимость степени линейной поляризации электролюминесценции, сопровождающей электрический пробой сплавных p-n-структур, изготовленных на основе политипов SiC-4Н, 6Н, 15R, а также кубического карбида кремния, в диапазоне 1,4-3,8 еВ. Структуры размещали на гранях кристаллов, параллельных и перпендикулярных кристаллографической оси С. Излучение выводили со стороны тонкой р-области перпендикулярно, а также под острым углом к рабочей грани кристалла. Выявлены компоненты излучения, линейно поляризованные в плоскости, параллельной и перпендикулярной кристаллографической оси С (Е||С, Е⊥С), а также параллельной вектору F напряженности электрического поля в p-n-переходе (Е||F). Спектральное положение и интенсивность компонент, связанных с направлением оси С, имеют существенные отличия в разных политипах. Общей чертой для всех политипов является наличие поляризации (со степенью 0,3-0,4) в плоскости Е||С в области фундаментального поглощения и прилегающей области. Соответствие поляризационных характеристик излучения данным по оптическому поглощению имеет место лишь в отдельных случаях. Поляризация Е||F достигает степени 0,5 и имеет тенденцию к возрастанию в сторону увеличения энергии фотона

Oscillatory structure in radiation spectra of individual microplasmas in silicon carbide p-n-junctions

The breakdown electroluminescence spectra of individual microplasmas in a p-n-junction with microplasma breakdown, which was prepared on a 3C-SiC crystal, have been investigated. The clear periodic structure of an oscillatory nature, which was discovered first by the authors recently, with a period of about 0.16 eV was observed in the emission spectra of this microplasma. The oscillations were superimposed over the entire investigated spectral region between 1.8–4.7 eV. The amplitude of the oscillations amounted to 0.05–0.25 of the background radiation intensity. The characteristics of the oscillatory structure and of the background radiation have been separated and compared. It turned out that they depend in different ways on the temperature and on the sample-powering regime. It has been revealed that the oscillatory structure is associated apparently with the energy transition (X3c−X1c) in the conduction band