WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

3 Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 674 А.И. Власенко, Я.М. Олих, Р.К. Савкина Наконец, поскольку в присутствии УЗ нагружения понент твердого раствора и примесей, которые образупроисходит увеличение концентрации носителей, можно ются вблизи дислокаций, и др. Учитывая доминирование было бы предположить дополнительное экранирование акустодислокационного механизма взаимодействия УЗ сплавного потенциала. Однако вопрос о том — вносит волны с кристаллом и преимущественное поглощение ли экранирование E существенные поправки в случае вблизи таких макродефектов ультразвуковой энергии, рассеяния на сплавном потенциале — является спорным можно предположить также, что сглаживание крупнов силу локализованности E [14].

масштабного потенциала обусловлено УЗ деионизацией Таким образом, проведенный анализ показывает, что локализованных на оси дислокации уровней, которые объяснить эффект AC увеличения холловской подвижно- в исходном состоянии захватывают основные носители сти в области примесной проводимости только за счет и образуют непроницаемые включения. В пользу этого изменения условий рассеяния не удается.

может свидетельствовать AC увеличение концентрации электронов в области примесной проводимости [5]. Однако, как показывает исследование времен релаксации 3.3. УЗ модификация крупномасштабного AC процессов в n-CdHgTe, при выключении УЗ накристаллического потенциала гружения концентрация и подвижность в исследованЕще одной возможной причиной AC увеличения поных образцах возвращаются к исходным значениям за движности µH является изменение условий протекания времена 102 103 с, что свидетельствует скорее о тока в образце вследствие УЗ модификации внутридиффузионном характере AC преобразований, чем о кристаллического потенциала. Имеется в виду крупнорекомбинационном, для которого времена релаксации масштабный потенциал, характерный размер которого составляют 10-6 10-7 с.

превышает длину свободного пробега носителей и, слеСледует также отметить, что, несмотря на то что довательно, процессы рассеяния электронов в данном дислокации играют ключевую роль в AC эффектах в случае не рассматриваются. Известно, что заниженные кристаллах CdHgTe, мы не рассматриваем рассеяние на в сравнении с теоретическими значениями подвижности дислокациях, поскольку вклад этого механизма становитносителей и аномальное уменьшение µH(T ) в области ся заметным при температурах < 50 K и при плотности примесной проводимости T < 120 K, которое наблюдислокаций Nd > 106 см-2 [23]. В исследованных же дается в исследованных нами образцах и не может образцах Nd не превышает 105 см-2. Кроме того, мы быть объяснено дополнительными механизмами рассене исключаем возможности AC образования при опредеяния, указывают на наличие в кристалле дрейфовых ленных условиях параллельного канала проводимости с барьеров, связанных с ковариантной или контрварибольшим по сравнению с матрицей значением подвижноантной модуляцией энергетических зон кристалла и сти носителей. Однако для подтверждения такого вывода обусловленных неоднородностью исследованных образнеобходимы дальнейшие исследования.

цов [21,22]. Причем отличие измеренной холловской подвижности от действительной тем большее, чем больший размер неоднородности. Присутствие в исследо- 3.4. Рассеяние на оптических фононах ванных образцах объемных неоднородностей подтверНаконец, обратимся к объяснению эффекта уменьждается, как уже отмечалось выше, линейным харакшения подвижности носителей в области собственной тером зависимостей /0(B) в сильных магнитных проводимости. Считается установленным, что рассеяполях.

ние носителей на оптических фононах является доПо нашему мнению, в поле УЗ деформации происминирующим в кристаллах CdHgTe от азотных до ходит сглаживание внутрикристаллического потенциала.

комнатных температур. Следовательно, уменьшение поАкустостимулированный перевод в матрицу точечных движности носителей в поле УЗ деформации в обладефектов, локализованных на (или вблизи) поглощасти собственной проводимости, которое наблюдается ющих УЗ волну протяженных дефектах, приводит к для всех исследованных образцов, можно объяснить размыванию холмов потенциального рельефа и вовлеУЗ модификацией фононного спектра CdHgTe. Дейчению большего объема кристалла в электропроводствительно, в поле УЗ деформации происходит увеность на уровне протекания. Действительно, увеличение холловской подвижности в области примесной прово- личение интенсивности полос спектров КРС (рис. 2), димости T < 120 K, а также появляющееся насы- что можно, по-видимому, рассматривать как возрастание эффективной температуры кристалла, приводящее щение зависимостей /0(B) в сильных магнитных к увеличению интенсивности рассеяния на оптических полях в поле УЗ деформации подтверждают высказанные предположения. фононах. Обращает на себя внимание тот факт, что Необходимо уточнить, что под неоднородностями, степень УЗ воздействия на спектры КРС коррелируприводящими к образованию крупномасштабного потен- ет с величиной AC изменения подвижности для данциала, мы понимаем дислокации с окружающими их ных образцов. Для количественных оценок необходипримесными атмосферами, скопления дислокаций, мало- мы дальнейшие исследования. Отметим только, что в угловые границы, включения второй фазы основных ком- области примесной проводимости, как и в области Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Подвижность носителей заряда в кристаллах n-CdxHg1-xTe в условиях динамического... собственной проводимости, вероятно, также происхо- Список литературы дит увеличение интенсивности рассеяния на оптических [1] К.А. Мысливец, Я.М. Олих. ФТТ, 32, 2912 (1990).

фононах.

[2] П.И. Баранский, А.Е. Беляев, С.М. Комиренко, Н.В. ШевКонкуренция описанных выше процессов хорошо объченко. ФТТ, 32, 2159 (1990).

ясняет особенности зависимостей холловской подвижно[3] А.В. Любченко, Я.М. Олих. ФТТ, 33, 788 (1985).

сти от интенсивности УЗ нагружения при различных тем- [4] О.I. Власенко, Я.М. Олiх, Р.К. Савкiна. УФЖ. 44, (1999).

пературах µH(US) (рис. 3). При меньших температурах [5] А.И. Власенко, Я.М. Олих, Р.К. Савкина. ФТП, 33, характер зависимости µH(US) определяется AC сгла(1999).

живанием внутрикристаллического потенциала, т. е. из[6] А.И. Власенко, А.В. Любченко, Е.А. Сальков. УФЖ, 25, менением условий протекания тока при УЗ нагружении 1318 (1980).

вследствие увеличения эффективного объема кристалла [7] Y.Y. Dubowski, T. Dietl, W. Szymanska, R.R. Galaska. J. Phys.

на уровне протекания. При повышении температуры Chem. Sol. 42, 351 (1981).

распределение концентрации по кристаллу выравнива[8] W. Szymanska, T. Dietl. J. Phys. Chem. Sol., 39, 1025 (1978).

ется, области пространственного заряда исчезают. На [9] А.И. Власенко, К.Р. Курбанов, А.В. Любченко, Е.А. Сальков. УФЖ, 25, 1392 (1980).

этом фоне возрастает вклад рассеяния на колебаниях [10] С.Г. Гасан-заде. Оптоэлектрон. и полупроводн. техн., 33, кристаллической решетки вообще и повышается эффек(1998).

тивность действия этого механизма в поле УЗ деформа[11] А.И. Власенко, В.В. Горбунов, А.В. Любченко. УФЖ, 29, ции в частности, что и приводит сначала к насыщению, 423 (1984).

а затем и к спаданию зависимости µH(US). Также [12] И.Р. Гороховский, А.К. Лауринавичюс, Ю.К. Пожела, становится понятной зависимость величины AC увелиЕ.И. Рашевская, Р.Р. Резванов. ФТП, 21, 1998 (1987).

чения µH от абсолютного значения µH,77. Наименьший [13] П.Н. Горлей, В.А. Шендеровский. Вариационный метод в кинетической теории (Киев, Наук. думка, 1992).

эффект наблюдается в наиболее близком к структурно [14] J. Kossut. Phys. St. Sol., (b), 86, 593 (1978).

совершенному образце 1 с наибольшим значением µH,77.

[15] D. Chattopadhyay, B.R. Nag. Phys. Rev. B, 12, 5676 (1975).

Правомерно предположить, что в однородном кристалле [16] L. Makowski, M. Glicksman. J. Phys. Chem. Sol., 34, CdHgTe, в котором можно принебречь влиянием круп(1973).

номасштабного потенциала, во всем диапазоне темпе[17] Y.Y. Dobowski. Phys. St. Sol. (b), 85, 663 (1978).

ратур 77 300 K будет происходить AC уменьшение [18] K.C. Hass, H. Ehrenreich, B. Velicky. Phys. Rev. B, 27, подвижности носителей вследствие увеличения интен(1983).

сивности рассеяния на оптических фононах и сплавном [19] P. Moravec, R. Grill, J. Franc, P. Hoschl, E. Belas. Proc. SPIE, 3890, 307 (1999).

потенциале.

[20] F.J. Bartoli, C.A. Hoffman, J.R. Meyer. J. Vac. Sci. Technol. A, 1, 1669 (1983).

[21] M.A. Kinch, M.J. Brau, A. Simmons. J. Appl. Phys., 44, (1973).

4. Заключение [22] М.К. Шейнкман, А.Я. Шик. ФТП, 10, 209 (1976).

[23] H. Oszwaldowski. J. Phys. Chem. Sol., 46, 791 (1985).

Таким образом, в работе обнаружено, что в условиях Редактор В.В. Чалдышев динамического УЗ нагружения кристаллов CdxHg1-xTe происходит увеличение холловской подвижности носителей в области примесной проводимости (T < 120 K), причем величина акустостимулированного изменения µH тем больше, чем менее структурно совершенным является кристалл, и уменьшение — в области собственной проводимости (T > 120 K) для всех исследованных образцов. Проведен анализ возможных механизмов УЗ влияния на µH с учетом рассеяния на оптических фононах, ионизированных примесях, сплавном потенциале и с учетом условий токопрохождения в кристалле. Показано, что в области примесной проводимости основной причиной УЗ увеличения холловской подвижности носителей является сглаживание макроскопического внутрикристаллического потенциала, обусловленного неоднородностью исследованных кристаллов, а в области собственной проводимости уменьшение подвижности определяется увеличением интенсивности рассеяния на оптических фононах.

3 Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 676 А.И. Власенко, Я.М. Олих, Р.К. Савкина The charge carrier mobility in n-CdxHg1-xTe crystals under dynamic ultrasound loading O.I. Vlasenko, Ya.M. Olikh, R.K. Savkina Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 03650 Kyiv-28, Ukraine

Abstract

The Hall mobility µH = RH/ of n-CdxHg1-xTe crystals has been investigated at dynamic ultrasound loading (WUS 104 W/m2, F = 5 7 MHz). The increase of µH in a region of impurity conductivity (T < 120 K) — the biggest effect that had ever been displayed by nonuniform crystals — and the mobility decrease in a region of the intrinsic conductivity (T > 120 K) for all measured samples have been observed. An analysis of the possible mechanisms of the ultrasound influence on mobility with taking into account optical phonons, disorder, ionized impurity scattering mechanisms and the conditions of the current flow in crystal has been performed. It has been demonstrated that the main reason of the µH increase in the region of the impurity conductivity is the downsizing of the macropotential in the crystal and the increase of the optical phonons scattering mechanism intensity, which results in the decrease of Hall mobility in a region of the intrinsic conductivity.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, 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.