WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

которому должны удовлетворять и при известном Распределение степени поляризации ( = 0) по полосе соотношении 1/ФЛ для кристаллов с достаточно высокой концентрацией доноров было однородным в области 1.161.25 эВ, где сигнал был достаточно велик (рис. 2). Значения 1 и cos2 (4 sin2 + cos2 cos2 2) =. (10) 31 +2, измеренные в этой области при exc < 1.38 эВ, полагались характерными для исследуемых комплексов и Это соотношение, как мы увидим в следующем разделе, приведены в таблице наряду с анлогичными величинами позволяет определить область возможных значений для комплекса VGaTeAs в GaAs [7]2.

и.

Соответствующие этим экспериментальным данным значения относительного вклада ротатора в поглощение и излучение света (µ) (см. выражение (8)) составляют 4. Результаты экспериментов 1618%. Определяемая уравнением (10) область вози обсуждение можных значений углов, характеризующих направление оси оптического диполя комплекса, для указанных в Нами были исследованы образцы, вырезанные из таблице экспериментальных значений 1/2 показана нескольких монокристаллов n-GaAs. Кристаллы n-GaAs : Sn были выращены методом Чохральского и Для образцов n-GaAs : Sn с концентрацией доноров менее 1017 см-имели концентрацию электронов от 6 · 1016 до наблюдалась слабая зависимость 1 от PL, однако величины 1 при 1018 см-3. Кристаллы n-GaAs : Si были выращены PL 1.2 эВ лежали в пределах, указанных в таблице. Максимум методом направленной кристаллизации и имели конполосы ФЛ этих образцов был сдвинут в коротковолновую сторону центрацию электронов 1018 см-3. Во всех образцах на 20 мэВ.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 44 А.А. Гуткин, Т. Пиотровский, Е. Пулторак, М.А. Рещиков, В.Е. Седов Степень поляризации ФЛ при резонансном поляризованном возбуждении комплексов вакансия–донор в n-GaAs и возможные значения параметров оптических диполей этих дефектов Возможные значения углов и Комплекс 1 (%) 2 (%) 1/2 µ триклинная модель моноклинная модель VGaSnGa 2526 4.55 5.4 ± 0.4 0.18 19 35 0 18 = VGaSiGa 2729 56 5.2 ± 0.6 0.17 19 35 0 18 = VGaTeAs 2729 89 3.3 ± 0.3 0.16 – [7] = на рис. 3 как для триклинной ( = 0), так и для что моноклинной ( = 0) конфигураций.

2 - Для дальнейшего уточнения возможных значений a = sin 1 -, 3EJT и следует учесть, что влияние эффекта Яна–Теллера на вакансионные орбитали дырки, локализованной на 1 2 - исследуемых комплексах, превосходит влияние донора, b = c = cos 1 +, (13) 6EJT входящего в комплекс. Это обстоятельство позволяет для качественного анализа и оценок воспользоваться где параметры и должны удовлетворять неравенвыражениями, полученными в 1-м порядке теории возмуствам [6] щений по величинам /EJT и /EJT (см. разд. 2). Далее мы проанализируем экспериментальные результаты в 0, 2 - >0,, || < EJT. (14) рамках каждого из двух указанных в разд. 2 вариантов строения комплекса VGaDGa, когда в равновесии при Выражение (10) дает = ±19 и = ±54. Условинизких температурах реализуется либо триклинная, либо ям (13) и (14) удовлетворяет только значение = 19.

моноклинная конфигурация комплекса.

Зависимости величины параметра (2 - )/(6EJT ) от, а) Комплекс триклинной симметрии получаемые из первого и второго уравнений (13), покаВ этом случае минимальную энергию имеют конфигузаны на рис. 5. Как и в случае триклинного комплекса, рации 2 и 3 и из выражений (4) следует, что эти величины при экспериментальном значении отличаются друг от друга в силу приближенности ра4 + a = sin 1 -, венств (13).

6EJT - 2 b = cos cos(45 + ) 1 +, 3EJT 2 + 5 c = cos sin(45 + ) 1 +, (11) 6EJT где параметры и должны удовлетворять неравенствам [6] 0, 4 + >0,, < EJT. (12) Вычисления с использованим выражений (10) и (11) показывают, что условия (12) при экспериментальной величине 1/2 5.2 удовлетворяются только в случае, если 19 35 и соответствующие значения (см. рис. 3) положительны. Относительные величины /EJT и /RJT, полученные путем решения различных пар уравнений (11) для указанного выше интервала значений, несколько отличаются друг от друга из-за Рис. 3. Возможные значения углов и, соответствующие приближенного характера уравнений (рис. 4).

определенным значениям 1/2, для комплексов триклинной б) Комплекс моноклинной симметрии симметрии. 1/2: 1 —4.6, 2 —5.2, 3 — 5.8. Для комплексов В этом случае минимальную энергию имеет конфигу- моноклинной симметрии возможные значения отвечают = 0.

рация 4 (рис. 1), = 0 и из выражений (4) следует, Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Оптические характеристики комплексов, связанных с 1.18 эВ полосой люминесценции... плекса и соответствующей осью 111. Угол связан с и соотношением cos = 2coscos + sin. (15) Его абсолютная величина для комплексов VGaSnGa и VGaSiGa в области значений и соответствующих им положительных значений, представленной на рис. 3, показана на рис. 6. Там же показано значение для комплексов VGaTeAs (в этом случае = 0). Видно, что для комплексов VGaSnGa и VGaSiGa величина ниже, чем для комплексов VGaTeAs. Этого и следовало ожидать, поскольку в комплексе VGaTeAs донор расположен ближе к вакансии и его влияние должно быть больше.

Рис. 4. Значения /EJT и /EJT, соответствующие 5. Заключение 1/2 = 5.2 в области значений, допустимых для триклинной конфигурации комплекса. 13 — /EJT, 46 — /EJT.

Проведенный анализ 1.2 эВ полосы ФЛ кристал1, 4; 2, 5; 3, 6 — три значения, полученные из решения трех лов GaAs : Sn и GaAs : Si с концентрацией доноров различных пар уравнений (11).

1017-1018 см-3 при низкой температуре и резонансном поляризованном возбуждении показал, что поглощение и излучение света комплексами, ответственными за Полученные данные могут быть использованы для эту полосу, в классическом однодипольном приближении сравнения относительного влияния донора в комплексах аппроксимируется суперпозицией ротатора и осцилляVGaSnGa, VGaSiGa и VGaTeAs. Для изолированной вакансии тора, в которой доля ротатора составляет 1718%.

( = = = 0), подверженной только тригональному Направления оси этих диполей, удовлетворяющие эксискажению в силу эффекта Яна–Теллера, ось оптиче- периментальным величинам поляризации, могут быть ского диполя совпадает с одним из направлений 111. выбраны так, чтобы они соответствовали модели комЛюбое отклонение оси оптического диполя комплекса от плекса VGaDGa, предполагающей на основании ряда друэтого направления связано с влиянием донора, поэтому гих экспериментальных результатов, что влияние донора естественно оценить силу этого влияния по абсолютной на вакансионные орбитали дырки, локализованной на величине угла между осью оптического диполя ком- дефекте, мало по сравнению с влиянием взаимодействия Рис. 5. Значения величин (2 - )/6EJT для комплекса моно- Рис. 6. Возможные абсолютные значения угла отклонения клинной симметрии. Точками показаны значения, соответству- оси диполя комплекса VGaD от оси 111, соответствующей ющие 1/2 = 5.2 для моноклинной конфигурации комплекса. направлению ян-теллеровской дисторсии изолированной VGa.

1, 2 — два значения, полученные из решения каждого из двух 1 — VGaSnGa, 2 — VGaSiGa, 3 — VGaTeAs. 1/2: 1 —5.2, 2 —5.4, уравнений (13). 3 —3.3. >0.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 46 А.А. Гуткин, Т. Пиотровский, Е. Пулторак, М.А. Рещиков, В.Е. Седов этой дырки с F2-модой колебаний исходно тетраэдри- Optical characteristics of the 1.18 eV ческого комплекса (эффект Яна–Теллера) [6]. При luminescence band complexes in этом результаты экспериментов могут быть объяснеn-GaAs : Sn(Si): results of the ны как в случае, если минимальной полной энергии photoluminescence stydy at polarized дефекта соответствует одна конфигурация комплекса с resonant excitation моноклинной симметрией, так и в случае, если такой энергии соответствуют две эквивалентные конфигурации A.A. Gutkin, T. Piotrowski, J. Pultorak, триклинной симметрии. В обоих случаях отклонение M.A. Reshchikov, V.E. Sedov оси оптического диполя комплекса от оси типа 111, A.F.Ioffe Physicotechnical Institute, соответствующей направлению оси диполя изолированRussian Academy of Sciences, ной вакансии, искаженной из-за эффекта Яна–Теллера, 194021 St.Petersburg, Russia для комплексов VGaSnGa и VGaSiGa меньше, чем для Institute of Electron Technology, комплексов VGaTeAs. Последнее означает, что влияние 02-668 Warsaw, Poland донора на вакансионные орбитали для VGaTeAs больше, чем для VGaSnGa и VGaSiGa. Это качественно согласуется

Abstract

Experimental values of polarization of the lowс различием в положении донора относительно вакансии temperature luminescence from the VGaSnGa and VGaSiGa complexes в этих комплексах.

in n-GaAs at resonant excitation by polarized light travelling along the [110] or [100]crystal axis have been compared with expressions Список литературы obtained in classic dipole approximation for defects with triclinic or monoclinic symmetry. It is shown that contribution of rotator [1] E.W. Williams. Phys. Rev., 168, 922 (1968).

to a superposition of rotator and oscillator describing the emission [2] S.Y. Chiang, G.L. Pearson. J. Lumm., 10, 313 (1975).

of the complexes is 1718%. Direction of the axis of the dipoles, [3] И.А. Буянова, С.С. Остапенко, М.К. Шейкман. ФТТ, 27, matching the experimental data, is consistent with supposition that (1985).

the donor effect on the vacancy orbitals of a hole localized on [4] Н.С. Аверкиев, А.А. Гуткин, Е.Б. Осипов, М.А. Рещиков, the complex is lower than the Jahn–Teller effect. The resulting В.Е. Седов, В.Р. Сосновский. ФТП, 25, 50 (1991).

[5] А.А. Гуткин, М.А. Рещиков, В.Р. Сосновский. ФТП, 27, symmetry of the complex may be as monoclinic, so triclinic. In 1516 (1993).

both cases, deviation of the optical dipole axis of the complex from [6] А.А. Гуткин, М.А. Рещиков, В.Е. Седов. ФТП, 30, direction of the dipole axis of isolated VGa distorted due to the (1996).

Jahn–Teller effect is lower for the VGaSnGa and VGaSiGa complexes [7] А.А. Гуткин, М.А. Рещиков, В.Е. Седов. ФТП, 31, 1062, than for the VGaTeAs complexes. It follows from the latter that (1997).

the donor effect on electron structure of the VGaTeAs complexes [8] A.A. Gutkin, N.S. Averkiev, M.A. Reshchikov, V.E. Sedov.

is stronger than that in the VGaSnGa and VGaSiGa complexes. This In: Defects in Semiconductors 18, ed. by M. Suezawa and correlates with the difference in donor position in these complexes.

H. Katayama-Yoshida (Mater. Sci. Forum, 196-201, pt. 1, 1995) p. 231.

[9] N.S. Averkiev, A.A. Gutkin, S.Yu. Il’inskii, M.A. Reshchikov, V.E. Sedov. Zeitschrift fr Physicalische Chemie, 200, (1997).

[10] F.C. Rong, W.A. Barry, J.F. Donegan, G.D. Watkins. Phys. Rev.

B, 54, 7779 (1996).

[11] Е.Е. Букке, Н.Н. Григорьев, М.В. Фок. Тр. ФИАН, 79, (1974).

Редактор В.В. Чалдышев 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.