WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Существенно отметить, что выражение (1) получено в нескольких приближениях. В первую очередь полагалось, что L w. Такое условие обеспечивает квазиравновесие носителей в объеме на границе с ОПЗ независимо от способа генерации неосновных носителей.

Кроме того, полагалось, что образец является толстым и концентрация избыточных носителей на темновой поверхности равна нулю.

Соотношение полевой и диффузионной компонент в выражении (1) для узкозонного p-InSb исследовалось в работе [14]. Было показано, что при азотных температуРис. 4. Полевая зависимость фотомагнитного тока IPME, рах в области сравнительно малых H на образцах с больрассчитанная для полупроводника с параметрами узкозонного шим значением s имеет место обычный диффузионный p-КРТ по формуле (1) при L(H) w (область I) и по ФМЭ. Когда же с увеличением H диффузионная длина формуле, учитывающей только диффузионную компоненту в L уменьшается до некоторого критического значения, выражении (1) при L(H) w (область II). Значения отаномальный полевой ФМЭ начинает преобладать и ток ношения концентраций n/ p: 1 — 1, 2 — 0.5, 3 — 0.05.

ФМЭ изменяет знак. При этом для анализа зависимости Штриховыми линиями показаны предполагаемые зависимости IPME(H) (1) в предыдущих работах, в частности в [14], IPME(H) в промежуточной области.

5 Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 578 С.Г. Гасан-заде, М.В. Стриха, Г.А. Шепельский ках µn µp, в общем случае анализ соотношения поле- скорость подведения электронов и дырок к границе ОПЗ, вого и диффузионного членов в (1) следует проводить с и аналогична по форме выражению для s в работе [14].

учетом зависимости L(H, n/p) (3). Поэтому для достаточно толстых образцов, в которых Выражение (3) нами рассчитано с учетом (1) для узко- рекомбинацией избыточных носителей на темновой позонного материала с параметрами КРТ: Dn 100 см2 / с, верхности можно пренебречь, для исследуемого диапа 10-8 с, µn/µp 100, 104 см-1, s 105 см / с, зона магнитного поля H имеет место нормальный ФМЭ.

w 10-4 см. На рис. 4 приведены результаты расчета для В диапазоне температур, соответствующем выморажиразличных соотношений n/p. Видно, что для достаточно ванию дырок и таким образом — достаточно высоковысоких уровней инжекции (n n p p) му значению n/p, при умеренных значениях H имеет и истощающего изгиба зон, для всех H, для которых место аномальный ФМЭ. Однако при увеличении H справедливо приближение L w, доминирует полевое до значения, определяемого из соотношения L(H) w, слагаемое в выражении (1) и имеет место аномальный происходит переход ФМЭ к нормальному знаку эффекта.

ФМЭ. Как показывают числовые оценки соотношения (3), для КРТ с приведенными выше параметрами это приближение даже для малых H выполняется с Заключение небольшим запасом. Однако уже при n/p = 0.5 в области малых H фотомагнитный эффект оказывается Экспериментально обнаружен ряд особенностей анонормальным, и, только начиная с некоторого критичемального фотоэлектромагнитного эффекта (ФМЭ) в pского значения H, вместе с уменьшением L и убыванием CdHgTe в области низких температур, в частности двойдиффузионного члена в формуле (1), ФМЭ изменяет ная смена знака ФМЭ с увеличением поля H. Теоретизнак. Отметим, что схожая зависимость реализовалась ческая модель позволяет однозначно связать эти особенв p-InSb [14]. Наконец, при n/p 0.05 диффузионное ности с вымораживанием свободных дырок на акцепторслагаемое в (1) доминирует для всех H, для которых ные состояния, когда ввиду резкой асимметрии значевыполняется соотношение L w, и ФМЭ является ний электронных и дырочных подвижностей становится нормальным.

существенной электронная компонента фотомагнитного Таким образом, при низких температурах, когда имеет тока. Переход аномального ФМЭ в нормальный при место вымораживание дырок и даже при невысоких увеличении магнитного поля H связан с уменьшением уровнях инжекции легко достичь соотношения n = p, эффективной длины биполярной диффузии до линейных во всем диапазоне H, для которого применима форразмеров области пространственного заряда (ОПЗ). Знамула (1), имеет место аномальный ФМЭ. Однако с чение H, при котором происходит такой переход, может уменьшением величины n/p можно перейти сначала к быть использовано для определения толщины ОПЗ. Из случаю, когда для малых H имеет место нормальный полученных результатов следует также вывод, что оценФМЭ, а для более высоких — аномальный, а затем, ку рекомбинационных параметров полупроводникового при дальнейшем уменьшении n/p — к случаю когда типа p-CdHgTe при низких температурах по данным во всем диапазоне H реализуется нормальный ФМЭ.

ФМЭ следует проводить только в условиях слабого В дырочном полупроводнике с изначально вымороженвозбуждения.

ными дырками этого можно достичь тремя способами:

уменьшая интенсивность излучения, а вместе с нею n и p; повышая температуру и таким способом увеличивая Список литературы p0; прикладывая одноосное сжатие и таким образом увеличивая p0 из-за уменьшения энергии связи мелких [1] V.I. Ivanov-Omskii, N.N. Berchenko, A.I. Elizarov. Phys. St.

акцепторов [9]. Именно такая ситуация имела место в Sol. (a), 103, 11 (1987).

эксперименте (рис. 2, 3).

[2] R.B. Scoolar, B.K. Janousek, R.L. Alt, R.C. Carcallen, Как уже отмечалось, критерием применимости выраM.J. Danghtery, A.A. Fote. J. Vac. Sci. Techn., 21, 164 (1982).

жения (1) является выполнение соотношения L(H) w.

[3] M.C. Chen. Appl. Phys. Lett., 51, 1836 (1987).

Однако, как показывают оценки согласно (3), для уз- [4] А.И. Елизаров, Л.П. Зверев, В.В. Кружаев, Г.М. Миньков, О.Э. Рут. ФТП, 17, 459 (1983).

кощелевых полупроводников с высоким соотношением [5] С.Г. Гасан-заде, И.П. Жадько, Э.А. Зинченко, Е.С. Фридрих, подвижностей электронов и дырок этот критерий являГ.А. Шепельский. ФТП, 25, 871 (1991).

ется очевидно неприменимым уже для сравнительно [6] С.М. Городницкий, Н.С. Жданович, Ю.И. Равич. ФТП, 7, малых H. Наоборот, когда реализуется обратное не1270 (1973).

равенство L(H) w и имеет место дополнительное [7] D.H. Lile. Phys. Rev. B, 8, 4708 (1973).

соотношение w 1, неосновные носители генериру[8] С.Г. Гасан-заде, В.В. Богобоящий, И.П. Жадько, Э.А. Зинются и рекомбинируют преимущественно вне ОПЗ. При ченко, Г.А. Шепельский. ФТП, 27, 1508 (1993).

этом ток ФМЭ описывается стандартным выражением [9] А.В. Германенко, Г.М. Миньков, О.Э. Рут. ФТП, 21, для диффузионной компоненты ФМЭ в (1). Здесь s (1987).

имеет значение модифицированной эффективной ско- [10] Ю.И. Равич. Фотомагнитный эффект в полупроводнирости поверхностной рекомбинации, которая описывает ках и его применение (М., Наука, 1967).

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. Низкотемпературные аномалии фотоэлектромагнитного эффекта в CdxHg1-xTe... [11] А.В. Саченко, О.В. Снитко. Фотоэффекты в приповерхностных слоях полупроводников (Киев, Наук. думка, 1984).

[12] С.А. Студеникин, И.А. Панаев, В.А. Костюченко, Х.-М.З. Торчинов. ФТП, 27, 744 (1993).

[13] А.В. Саченко, Б.А. Новоминский, А.С. Калшабеков. Дыэлектрики и полупроводники, 34, 44 (1988).

[14] Г.Г. Бабичев, Н.П. Жадько, В.А. Романов. ФТП, 9, (1975).

Редактор Т.А. Полянская Low-temperature anomalies of photoelectromagnetic effect in CdxHg1-xTe with p-type conductivity S.G. Gasan-zade, M.V. Strikha, G.A. Shepelskii Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 252650 Kiev, Ukraine

Abstract

The anomalies of photoelectromagnetic effect (PME) in p-CdxHg1-xTe (MCT) at low-temperature region were found.

The results of the field, temperature, spectral and strain measurements of PME are reported. The main peculiarities of the PME in p-MCT at low temperatures are explained theoretically in terms of the phenomenon of the ”freezing-out” of the holes in the acceptor states at low temperatures. The electron component of the current is essential under such conditions due to a large ratio of electron and hole mobilities. The transition of anomalous PME into the normal one with the increase of the magnetic field H is caused by the decrease of the effective length of bipolar diffusion to the linear size of the space charge region (SCR). The value of H, which characterizes this transition, can be used for determination of the SCR thickness.

5 Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.