WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

2 Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 1428 Т.Ю. Аллен, Х.Г. Нажмудинов, Т.А. Полянская Сравним теперь наши экспериментальные результаты с теорией [5]. На рис. 10 представлены значения G(V ) 1R0 = G(0)|V |1/в зависимости от удельного сопротивления эпитаксиального слоя (величины 1 и R0 = 1/G(0) показаны Рис. 6. Относительная амплитуда нулевой аномалии, выРис. 7. Дифференциальное сопротивление R(V) =(dI/dV )-деленная из зависимости RN(V ), определяемой нормальной при напряжениях V = 0 и V = V в зависимости от плотностью состояний, для контактов, изготовленных на слоях удельного сопротивления слоя p-GaAs0.94Sb0.06 при T = 4.2K:

p-GaAs0.94Sb0.06 с содержанием Ge, ат%: 1 —0.2, 2—1, 3 —2.

1 — R0 = R(V = 0), 2 — RM = R(V = V).

В виду малой ширины нулевой аномалии в исследованных образцах, такое определение RN(V ) не должно вносить большой погрешности. На рис. 6 видны особенности в аномалии A(V), отмеченные ранее в работе [18], — это возрастание величины A при уменьшении концентрации акцепторов и ”асимметрия” зависимости A(V ), заключающаяся в сдвиге положения максимума A(V ) от значения V = 0 в сторону прямых смещений на малую величину V. Значения R0 R(V = 0) и RM R(V) в зависимости от величины удельного сопротивления при T = 4.2 K показаны на рис. 7. Если не принимать во внимание большой разброс экспериментальных данных, то распределение R0 = f () можно описать степенным законом m R0 0, (14) где m = 1.4 ± 0.4 (см. линию на рис. 7).

На рис. 8 представлены зависимости дифференциальной проводимости G(V) =dI/dV от |V| в области малых напряжений при обратном смещении для нескольких образцов. Имеются два участка с различными наклонами 1 и 2, определяемыми как G(V) = G(0) =.

|V|1/Напряжение, соответствующее изменению наклона, определялось по точке пересечения прямых и лежит в интервале от 7 до 19 мВ. Зависимости коэффициентов 1 и 2 от величины удельного сопротивления Рис. 8. Дифференциальная проводимость G = dI/dV при эпитаксиальных слоев показаны на рис. 9. В пределах обратном напряжении смещения в зависимости от |V | при погрешности эксперимента T = 4.2 K. Цифры у кривых соответствуют номерам образцов 1, 2 -5/2.

в таблице.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Аномалия в плотности состояний и туннельная проводимость контактов Au/p-GaAs0.94Sb0.06... (D) значения коэффициентов начинают резко расходиться, когда Na - ND становится меньше критической концентрации для перехода металл–диэлектрик, оцененной в работе [23], т. е. при pr

= Необходимо отметить удовлетворительное согласие экспериментальных значений 1R0 и их теоретических эквивалентов D в рассматриваемой области концентрации дырок, так как параметр kFl для исследованных слоев на металлической стороне перехода Рис. 9. Коэффициенты 1(1) и 2 (2) (наклоны линейных участков зависимостей G( V ) на рис. 7) в зависимости от удельного сопротивления слоя p-GaAs0.94Sb0.06 при T = 4.2K.

на рис. 8 и 7 соответственно), а также значения 2mkF e2 3/D =, 8 рассчитанные на основе транспортных характеристик эпитаксиальных слоев (рис. 11), а константа eeвзаимодействий в диффузионном канале —на основе соотношений (4)–(7). Из рис. 10 видно, что теоретические коэффициенты D близки к экспериментальным значениям 1R0 только для образцов с малым удельным сопротивлением. Зависимость D = f () описывается Рис. 10. Экспериментальные значения (1) степенной функцией с показателем = 1.43 ± 0.1R0 = G(V )/(eV )1/2 G(0) при T = 4.2K и (линия на рис. 10, a). Величина отличается от терасчетная величина D (2) в зависимости: a — от удельного оретического значения 3/2 за счет того, что и F сопротивления при T = 4.2K (прямая соответствует зависят от концентрации дырок. Те же данные приведены D, где = 1.43 ± 0.01), b — от концентрации на рис. 10, b в зависимости от концентрации NA-ND pr.

= pr NA - ND, измеренной при T = 295 K. Стрелкой указана = Видно, что экспериментальные (1R0) и теоретические концентрация, соответствующая переходу металл-диэлектрик.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 1430 Т.Ю. Аллен, Х.Г. Нажмудинов, Т.А. Полянская ченности электронной подсистемы, т. е. без условия (3a).

Отмечено лишь, что в системах с сильным беспорядком должна происходить перенормировка амплитуды ee-взаимодействия (6) и коэффициента диффузии (2).

Таким образом, нулевую аномалию в туннельной проводимости на барьерах Шоттки можно объяснить аномалией в плотности состояний Альтшулера–Аронова, вызывемой особенностями ee-взаимодействия, присущими разупорядоченному электронному газу. Анализ результатов эксперимента, проведенного на барьерах к слоям p-GaAs0.94Sb0.06 с kFl 1, подтверждает также спе= цифичность граничного требования для применимости теории аномалии плотности в трехмерном электронном газе, которое не ставит условия слабого беспорядка kFl 1.

Мы хотим выразить благодарность В.Н. Каряеву за изготовление образцов. Т.Ю. Аллен благодарна Ассоциации женщин университетов США (The American Association of University Women) и Фонду университета Чаттануги (The UC Foundation, Chattanooga, USA), а Т.А. Полянская — Российскому фонду фундаментальных исследований (грант 98-02-18396) за поддержку.

Рис. 11. Проводимость () и холловская подвижность (µ) Список литературы слоев p-GaAs0.94Sb0.06 измеренные при T = 4.2 K, в зависимости от pr NA - ND.

= [1] Туннельные явления в твердых телах (М. Мир, 1973).

[пер. с англ.: Tunneling Phenomena in Solid] (N. Y., Plenum, 1969).

[2] B.L. Altshuler, A.G. Aronov. Physica, 126B, 314 (1984).

(3.4 · 1018 pr 5 · 1018 см-3) изменяется от 0.[3] B.L. Altshuler, A.G. Aronov. In: Electron Interactions in до 1. Этот факт подтверждает справедливость особого Disordered Systems (Elsevier Science Publishers, B.V., 1985) условия (2), при котором применима теория аномалии Ch. 1, p. 1.

плотности состояний в трехмерном проводнике [3].

[4] P.A. Lee, T.V. Ramakrishman. Peports Mod. Phys., 57, (1985).

[5] B.L. Altshuler, A.G. Aronov. Sol. St. Commun., 30, Заключение (1979).

[6] Б.И. Шкловский,А.Л. Эфрос. Электронные свойства леМы обнаружили, что туннельная проводимость багированных полупроводников (М., Наука, 1979).

рьеров Шоттки Au/p-GaAs0.94Sb0.06 в области малых [7] R.C. Dynes, J.P. Garno. Phys. Rev. Lett., 46, 137 (1981).

напряжений смещения (zero-bias anomaly) пропорцио[8] R. Sood. Phys. Rev. B, 25, 6064 (1982).

нальна корню из напряжения и величина наклона ли[9] Y. Imry, Z. Ovadyahu. Phys. Rev. Lett., 49, 841 (1982).

нейного участка удовлетворительно согласуется с тео[10] W.L. McMillan, J. Mochal. Phys. Rev. Lett., 46, 556 (1981).

рией квантовых поправок к плотности состояний [5], [11] G. Hertel, D.J. Bishop, E.G. Spencer, J.M. Rowell, R.C. Dynes.

но только при концентрации дырок p > pc, где Phys. Rev. Lett., 50, 743 (1971).

pc 3.6 · 1018 см-3 — критическая концентрация для = [12] N.A. Mora, S. Bermon, J.J. Loferski. Phys. Rev. Lett., 27, перехода металл–диэлектрик в p-GaAs0.94Sb0.06. (1971).

В первых работах по квантовым поправкам, напри- [13] G. Mahan, J.W. Conley. Appl. Phys. Lett., 11, 29 (1967).

[14] N.A. Mora, S. Bermon, F.N. Pollak. Phys. Rev. Lett., 28, мер [26], утверждалось, что аномалия в плотности со(1972).

стояний, определяемая ee-взаимодействием, возрастает [15] N.A. Mora, J.J. Loferski, S. Bermon. Proc. Int. Conf. on в разупорядоченных проводниках при приближении к radiation, damage and defects in semiconductors, Reading, переходу металл–диэлектрик, исчезая совсем на диэлекBerks, England, 19–21 July 1972 (Inst. Phys., 1973) p. 103.

трической стороне перехода из-за образования куло[16] К.П. Абдурахманов, Ш. Мирахмедов, А. Ташабаев, новской щели в плотности состояний. Именно такая С.С. Худайбердиев. ФТП, 10, 658 (1976).

ситуация иллюстрируется на рис. 10, b. Соображения, [17] Т.Ю. Аллен, Т.А. Полянская, Х.Г. Нажмудинов, И.Г. Савеизложенные в [26], были подтверждены в работе [27], где льев. ФТП, 32, 579 (1998).

рассчитана поправка для трехмерного электронного [18] Т.Ю. Аллен, Т.А. Полянская, Х.Г. Нажмудинов, С.Г. Ястрегаза без каких-либо предположений о слабой разупорядо- бов, И.Г. Савельев. ФТП, 32, 574 (1998).

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Аномалия в плотности состояний и туннельная проводимость контактов Au/p-GaAs0.94Sb0.06... [19] В.Г. Каряев, Х.Г. Нажмудинов, М.В. Егорова, И.Г. Савельев.

ФТП, 20, 1634 (1986).

[20] Л.В. Шаронова, Т.А. Полянская, Х.Г. Нажмудинов, В.Н. Каряев, Л.А. Зайцева. ФТП, 22, 93 (1988).

[21] Т.Ю. Бильгильдеева, В.Н. Каряев, Т.А. Полянская. ФТП, 22, 381 (1988).

[22] T.Yu. Bilgildeeva, T.A. Polyanskaya. Phys. St. Sol. (b), 149, 649 (1988).

[23] Т.Ю. Аллен, Т.А. Полянская. ФТП, 31, 587 (1997).

[24] A.H. Wilson. Proc. Roy. Soc. A, 136, 487 (1932).

[25] J. Conley, G. Mahan. Phys. Rev., 161, 681 (1967).

[26] W.L. McMillan, J.M. Mochel. Phys. Rev. Lett., 46, 556 (1981).

[27] G. Vignale, W. Hanke. Phys. Rev. B, 36, 2924 (1987).

Редактор Т.А. Полянская Anomaly in the density of states and the tunnel conductivity of Au/p-GaAs0.94Sb0.contacts near to metal-insulation transition T.Yu. Allen, Kh.G. Nazhmudinov, T.A. Polyanskaya A.F. Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia

Abstract

Zero bias anomalies of tunnel current are investigated for contacts Au/p-GaAs0.94Sb0.06. Epitaxial layers of GaAs0.94Sb0.solid solution were doped with germanium and had the conductivity near to that of the metal-insulator transition. The root dependence of differential conductivity G(V ) =(dV /dI)-1 on a voltage V in eV > kT area was observed. For layers with hole density (p) higher the critical dеnsity of metal-insulator transition (pc), it has been found that there is satisfactory agreement with Altshuler– Aronov theory of the quantum corrections to the density of states at the Fermi level for disordered conductors. However, for p < pc the relative magnitude of anomaly is decreasing sharply. This fact confirms the peculiarity of kFl 1 (instead of kFl 1) condition for application of the theory for the state density anomaly, which appears through the electron-electron interactions in a three dimensional electron gas.

E-mail: tbilgild@cecasun.utc.edu (T.Yu. Allen) pta@nano.ioffe.rssi.ru (T.A. Polyanskaya) Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, №

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.