WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

нии рассеяния электронов на КСИ Fe3+ и на хаотически На рис. 3 и 4 приведены рассчитанные зависимости распределенных собственных дефектах необходимо учиne(P) и µ(P) для образцов с различным содержанием тывать эффекты взаимоного влияния процессов релаксапримесей железа. Хорошее согласие рассчитанных и ци электронного импульса. Дело в том, что в условиях измеренных значений ne(P) свидетельствует о том, что ССВ d-дырки в отличие от собственных дефектов могут перераспределяться по узлам кристаллической решетки, занятым ионами железа. Поэтому d-дырки эффективно ”экранируют” взаимодействие электронов с собственными дефектами, и это приводит к ослаблению рассеяния электронов последними. Экранирующий эффект d-дырок зависит не только от их концентрации, но и от числа свободных мест, на которые d-дырки могут переходить. С ростом давления возрастает концентрация нейтральных в решетке центров Fe2+ и, соответственно, степень пространственного упорядочения ионов Fe3+. При этом возрастает и экранирующий эффект d-дырок. Как видно из рис. 4, экспериментальные значения µ(P) для образца с NFe = 8 · 1018 см-3 возрастают быстрее, чем следует из результатов расчета без учета влияния примесей железа со смешанной валентностью на рассеяние электронов собственными дефектами. Более детальное обсуждение Рис. 3. Зависимости концентрации электронов от давления эффектов взаимного влияния процессов релаксации элекдля образцов с содержанием примесей железа NFe, 1018 см-3:

тронов на КСИ и ХСИ выходит за рамки данной работы 1 —2, 2 —4, 3 — 8. Точками обозначены экспериментальные и требует отдельного рассмотрения.

данные работы [5].

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № 684 И.Г. Кулеев, Г.Л. Штрапенин 4. Заключение Итак, нами исследовано влияние всестороннего давления на параметры зонной структуры и подвижность электронов в кристаллах HgFe : Se в низкотемпературной области. Рассмотрены режимы ДП и ССВ, выделены и проанализированы зависимости вкладов в подвижность электронов от давления, обулсовленные рассеянием на КСИ Fe3+, на ХСИ и сплавным рассеянием. Показано, что при относительно малом содержании примесей железа в области ССВ рост подвижности электронов с давлением обусловлен главным образом возрастанием степени пространственного упорядочения в КСИ Fe3+.

При N0 N+ увеличение подвижности с давлением Рис. 5. Зависимости параметра упаковки от давления обусловлено преимущественно уменьшением эффективдля образцов с содержанием примесей железа NFe, 1018 см-3:

ной массы электронов и вклада сплавного рассеяния.

1 —8, 2 — 20. Точками обозначены величины, полученные Проанализировано изменение степени пространственнопо формулам (14) и (15).

го упорядочения ионов Fe3+ с ростом давления.

К сожалению, имеющийся в нашем распоряжении экспериментальный материал по исследованию влияния Формулы (10)–(13) позволяют выделить из эксперивсестороннего давления на кинетические характеристики ментально полученных зависимостей µexp(P) вклад в бесщелевых полупроводников достаточно беден. На наш подвижность, обусловленных рассеянием на КСИ Fe3+, взгляд, это связано не только со сложностью таких exp исследований, но и с отсутствием теории, позволяющей µc (P) = 1µexp(P) - 1/µal(P) =1/µd -1. (14) извлечь информацию о влиянии давления на корреляОтметим, что степень пространственного упорядоче- ционные свойства системы ионов железа. Желательно ния КСИ Fe3+ в нашей теории описывается параметром было бы иметь более подробные экспериментальные упаковки, который входит в выражение для структурно- исследования влияния давления на свойства кристаллов го фактора [3] и определяет величину c(kF, ). Поэтому HgFe : Se в широком интервале содержания примесей сначала найдем значения параметров NFe, N0(P1), N+(P1), железа. В частности, представляет интерес исследование kF(P1) и т. д., входящих в выражение (14), при заданных образцов с NFe > 5 · 1019 см-3, когда сплавное рассеяние theor P1 и NFe. Затем вычислим µc (P1, ) как функцию вносит доминирующий вклад в релаксацию электронного параметра и из выражения импульса. Это позволило бы экспериментально проверить зависимость от давления вклада сплавного рассеяexp theor µc (P1) =µc (P1, )(15) ния. Хотелось бы надеяться, что наша работа послужит стимулом к такого рода исследованиям.

найдем зависимости параметра (P) для различных концентраций примесей железа, которые приведены на Работа выполнена при поддержке Российского Фонда рис. 5. Из рисунка видно, что при NFe = 8 · 1018 см-3 пафундаментальных исследований (проект 95-02-03847) и раметр упаковки в рассматриваемом интервале является программой ИНТАС грант № 93-3657 EXT.

функцией давления, в то время как при NFe = 2·1019 см-степень пространственного упорядочения ионов Fe3+ с ростом давления практически не меняется. Отметим, что Список литературы расчет зависимости (P) выполнялся без учета влияния примесей железа со смешанной валентностью на рассея- [1] И.М. Цидильковский. УФН, 162, 63 (1992).

[2] F.S. Pool, J. Kossut, U. Debska, R. Reifenberger. Phys. Rev. B, ние электронов собственными дефектами, что приводит 35, 3900 (1987).

к завышенным значениям параметра упаковки.

[3] И.Г. Кулеев, И.И. Ляпилин, И.М. Цидильковский. ЖЭТФ, Таким образом, при большом содержании примесей 102, 163 (1992).

железа (N0/N+ 1) возрастание подвижности электро[4] И.М. Цидильковский. Электронный спектр бесщелевых нов с давлением обусловлено в основном уменьшением полупроводников (Свердловск, 1991).

эффективной массы электронов на уровне Ферми и кон[5] C. Skierbiszewski, Z. Wilamowski, T. Suski, J. Kossut, станты (P), определяющей вклад сплавного рассеяния.

B. Witkowska. Semicond. Sci. Technol., 8, 40 (1993).

При малом содержании примесей железа (N0/N+ 1) [6] C. Skierbiszewski, T. Suski, E. Litwin-Staszewska, W. Dobroосновной вклад в подвижность вносит рассеяние элекvolski, K. Dybko, A. Mycielski. Semicond. Sci. Technol., 4, тронов на КСИ Fe3+. Увеличение давления в этом случае 293 (1989).

приводит к заметному росту степени упорядочения КСИ [7] Z. Wilamoski, K. Swiatek, D. Dietl, J. Kossut. Sol. St.

Fe3+ (рис. 5) и, соответственно, подвижности электроCommun., 74, 833 (1990).

нов. [8] Z. Wilamowski. Acta Phys. Polon., A77, 133 (1990).

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № Влияние всестороннего давления на подвижность электронов... [9] J. Kossut. Phys. St. Sol. (b), 86, 593 (1978).

[10] Дж. Займан. Модели беспорядка (М., 1982).

[11] Е.И. Харьков, В.И. Лысов, В.Е. Федоров. Физика жидких металлов (Киев, 1979).

Редактор В.В. Чалдышев The influence of hydrostatic pressure on the electron mobility and correlation properties of a system of iron impurities with mixed valency in HgSe : Fe crystals I.G. Kuleyev, G.L. Shtrapenin Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences, Ural Branch, 620219 Ekaterinburg, Russia

Abstract

The influence of hydrostatic pressure on the electron mobility has been studied theoretically in HgSe : Fe crystals in a low temperature range. Contribution to the electron mobility due to electron scattering by the correlated system of charged Fe3+ ions, alloy potential and ions disributed at random are analyzed as a function of pressure. The change of the degree of spatial ordering of Fe3+ ions is considered alongside with the growth of pressure.

Fax:(3432)445244 (Kuleyev) E-mail: semicond@ifm.e-burg.su (Kuleyev) Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, №

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.