EPR Observation of an Au-Fe Complex in Silicon: I. Experimental Data

After quenching of Au-doped FZ silicon an anisotropic axially symmetric EPR spectrum is observed. The spectrum exhibits a hyperfine interaction with 197Au nuclei (I = ½). In samples which were intentionally doped with isotopically enriched 57Fe (I = ½) an additional hyperfine interaction with this nucleus is observed. Due to the large nuclear electric quadrupole moment of 107Au the nuclear quadrupole interaction strongly influences the EPR spectrum. From this effect a lower limit for the quadrupole interaction can be derived by a computer diagonalization of the spin Hamiltonian. From the observed hyperfine interactions and the known properties of Fe and Au in silicon it is concluded that this spectrum originates from a [AusFei] complex. Ein anisotropes axialsymmetrisches Spektrum wird in ZF-Siliziumproben, die mit Gold dotiert und abgeschreckt waren, beobachtet. Das Spektrum zeigt Hyperfeinwechselwirkung mit Gold-atomkernen (I = ½). Proben, die zusatzlich mit dem Eisenisotop 57Fe (I = ½) dotiert wurden, zeigen eine weitere Hyperfeinwechselwirkung mit diesen Atomkernen. Wegen des grosen Quadrupolmomentes von 197Au ist das Spektrum stark beeinflust von der Quadrupolwechselwirkung. Der Spin-Hamiltonoperator wird vom Computer diagonalisiert und eine untere Grenze fur den Quadrupolwechselwirkungsparameter abgeleitet. Aus der beobachteten Hyperfeinstruktur und den bekannten Eigenschaften von Fe und Au wird geschlossen, das dieses Spektrum von einem [Au3Fei]-Komplex stammt.