Zusammenfassung - Muonium als Probe von Punktlücken in Typ-Ib-Diamant

Muonium als Probe von Punktlücken in Typ-Ib-Diamant

2025-07-10 12:59:22

{"K. Yokoyama","J. S. Lord","H. Abe","T. Ohshima"}

{cond-mat.mtrl-sci}

Dieser Aufsatz untersucht die Verwendung von Muonium (Mu), einem gebundenen Zustand eines positiv geladenen Muons und eines Elektrons, als Probe zur Untersuchung von Punktdefekten in Typ-Ib-Diamantkristallen. Muonium kann durch Kristallgitter diffundieren und mit Defektzentren in Isolatoren und Halbleitern interagieren, wie z.B. mit Ersatznitrogenatomen (N0s) und Nitrogen-Vakanzzentren (NV) im Diamanten. Die Forschung zeigt, dass Muone in Diamant in mehreren einzigartigen Muonium-Zuständen existieren können, die alle zur Muon-Signalbeiträge beitragen. Diese Zustände können位点- und Ladungsaustauschinteraktionen durchlaufen und eine dynamische Netzwerkform bilden. Um die Interaktion von Muonium mit Punktdefekten zu untersuchen, müssen die Muondaten dekoniennent werden, um Signale von diffundierenden Spezies zu isolieren. Die Studie verwendete eine Dichtematrixmethode, um die Zeitentwicklung der Muon-Spin-Polarisation zu simulieren und führte eine globale Kurvenanpassung an Daten der longitudinalen Feldscans durch, um Übergangsraten von Muonium, die durch Interaktion mit Defektzentren vermittelt werden, zu extrahieren. Die Forschung fand heraus, dass diffusionsfähiges tetraedrisches Interstitialmuonium durch Elektronenspinaustausch mit dem paramagnetischen N0s-Zentrum interagiert, während es mit dem negativ geladenen NV-Zentrum interagiert und es in ein diamagnetisches Zentrum umwandelt. Die Forschung hebt das Potenzial von Muonium als Probe zur Untersuchung von Punktdefekten in Diamant und anderen Halbleitersystemen hervor und bietet Einblicke in die Dynamik von Muonium und seine Interaktionen mit Defekten. Weitere Studien, einschließlich temperaturabhängiger Untersuchungen, könnten Fragen über die Muonium-Geschwindigkeit und die Kapturenzuschnitte in verschiedenen Halbleitersystemen beantworten.