WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

I(T )/IBB(T ) =(N/B) p/Cn +(A/Cn) exp(-E/kT ). (3) связи дырок на центре, ответственном за линию D, более чем в 2 раза меньше энергии связи дырок на акцепторе Экспериментальные температурные зависимости отMnGa, при повышении температуры линия D начинает ношения суммарной интенсивности линий D и (e, Mn) гаснуть при более высоких температурах, чем линия к интенсивности линии межзонной рекомбинации для (e, Mn). Кроме того, энергии максимумов этих линий слоев 2 и 7 приведены на рис. 4, a, b соответственно.

практически совпадают.

Аппроксимация этих зависимостей в области температур выше 80 K, где основной вклад в суммарную ин- Для выяснения причины этого кажущегося противоречия мы проанализировали выражение (2). Из этого тенсивность вносит линия D, расчетными зависимостями выражения видно, что температура (), при которой по формуле (3) показала, что значение энергии связи интенсивность линии ФЛ, связанной с центром рекомдырок на центре R, ER одинаково в обоих слоях и равно 41 ± 2мэВ. бинации, начинает резко уменьшаться, определяется соПолученное значение ER неожиданно мало и на пер- отношением между величинами коэффициентов захвата вый взгляд противоречит имеющимся эксперименталь- электронов и дырок на этот центр. Действительно, инных данным. Действительно, несмотря на то что энергии тенсивность линии ФЛ резко уменьшается, начиная с Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Связанные с марганцем центры рекомбинации в эпитаксиальном GaAs, выращенном из расплава... Рис. 5. Возможные модели конфигурационных координат: a — для центров R и b — для центров MnGa. По вертикальной оси отложена сумма энергии электрона и колебательной энергии центра, а по горизонтальной оси — конфигурационная координата.

Состояния системы центр + электрон: I — электрон в валентной зоне, II — электрон захвачен на центр, III — электрон в зоне проводимости. Eg, EMn — энергия связи дырок на центрах R иMnGa, — энергия в максимуме линий, связанных с рекомбинацией через уровни этих центров. Qn и Q1 — конфигурационные координаты положения колебательного равновесия для центра без электрона и для центра, захватившего электрон, соответственно. Выброс дырки с центра в данной модели эквивалентен захвату электрона.

температуры, при которой в знаменателе выражения (2) Совпадение энергий в максимуме для линий, связанзначение суммы членов, возрастающих с ростом темпе- ных с переходами через уровни центров с существенно ратуры, становится равным значению члена n/Cp. различными энергиями связи носителей заряда, можно объяснить в рамках модели конфигурационных коорn/Cp = p/Cn +(A/Cn) exp(-E/k). (4) динат, которая используется для рассмотрения термической генерации и захвата носителей заряда [24,25].

Подставляя в формулу (4) значения энергий свяВозможные конфигурационные диаграммы для центров зи дырок на центрах R и MnGa и концентрацию R и MnGa представлены на рис. 5. Из рисунка видно, что свободных дырок, которую можно записать в виде различные зависимости энергий от конфигурационных p = A[(NMn-Nd)/Nd] exp(-110 мэВ/k) [16], где NMn — координат и различные смещения положения колебаконцентрация акцепторов MnGa и Nd — концентрация тельного равновесия при захвате носителя заряда для компенсирующих доноров, мы можем переписать эту разных центров рекомбинации позволяют реализоваться формулу для центра R в виде ситуациям, в которых линии люминесценции, связанные с центрами, имеющими существенно отличные энергии Cn/Cp =(A/n) [(NMn - Nd)/Nd] exp(-110 мэВ/k) связи носителей заряда, расположены в одном энергетическом диапазоне.

+ exp(-41 мэВ/k) (4a) Выводы и для центра MnGa в виде Таким образом, в работе показано, что в сильно Cn/Cp =(A/n)(NMn/Nd) exp(-110 мэВ/k). (4б) легированном марганцем GaAs, полученном методом Подстановка в (4а) и (4б) полученной из эксперимента жидкофазной эпитаксии из расплава висмута, наряду с температуры для линии D, которая, как это видно из акцепторами MnGa образуются еще два центра, один из рис. 3, приблизительно равна 60 K, показала, что линия которых является центром излучательной, а другой — (e, Mn) будет гаснуть при более низкой температуре, центром безызлучательной рекомбинации. Концентрации если отношение Cn/Cp для центра R превышает подобное этих центров возрастают при повышении уровня легиотношение для центра MnGa более чем на 3 порядка рования, причем концентрация центров излучательной величины. рекомбинации возрастает быстрее концентрации MnGa.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 56 К.С. Журавлев, Т.С. Шамирзаев, Н.А. Якушева Центр излучательной рекомбинации сильно связан с Mn-related recombination centers in решеткой кристалла и, вероятно, является комплексом, epitaxial GaAs grown from bismuth melt состоящим из атомов примеси и(или) собственных тоK.S. Zhuravlev, T.S. Shamirzaev, N.A. Yakusheva чечных дефектов GaAs. Определена энергия ионизации центра излучательной рекомбинации, которая равна Institute of Semiconductor Physics, 41 ± 2мэВ.

Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 630090 Novosibirsk, Russia Список литературы

Abstract

The photoluminescence (PL) properties of heavily [1] J.S. Blakemore, W.J. Brown, M.L. Stass, D.A. Woodbury. J.

doped GaAs : Mn layers grown for the first time by liquid phase Appl. Phys., 44, 3352 (1973).

epitaxy from bismuth melt have been studied. A manganese– [2] M. Ilegems, R. Dingle, L.W. Rupp. J. Appl. Phys., 46, related centers of the radiative and of the nonradiative reconbination (1975).

in addition to the manganese substitutional acceptors have been [3] P. Kordos, L. Jansak, V. Benc. Sol. St. Electron., 18, observed in this material. It has been found that the concentration (1975).

of both centers increases with the doping level. The center of [4] L. Montelius, S. Nilsson, L. Samuelson, E. Janzen, the radiative reconbination with a strong electron-lattice coupling M. Ahlstrom. J. Appl. Phys., 64, 1564 (1988).

have been observed for the first time. We believe that the high [5] T.C. Lee, W.W. Anderson. Sol. St. Commun., 2, 265 (1964).

concentration of this new center may be a result of the growth [6] W. Schairer, M. Schmidt. Phys. Rev. B, 10, 2501 (1974).

method used. The ionization energy of this center is found to be [7] P.W. Yu, Y.S. Park. J. Appl. Phys., 50, 1097 (1979).

[8] L. Montelius, S. Nilsson, L. Samuelson. Phys. Rev. B, 40, 5598 equal to 41 meV.

(1989).

E-mail: tim@ns.isp.nsc.ru (T.S. Shamirzaev) [9] Н.С. Аверкиев, А.А. Гуткин, Е.Б. Осипов, М.А. Рещиков.

Phone: (3832) 357807 (T.S. Shamirzaev) Препринт ФТИ № 1201 (Л., 1988).

[10] S.J.C.H.M. van Gisbergen, A.A. Ezhevkii, N.T. Son, T. Gregorkiewicz, C.A.J. Ammerlaan. Phys. Rev. B, 49, 10 (1994).

[11] F. Fabre, G. Bacquet, J. Frandon, J. Bandet, R. Taouint. Sol.

St. Commun., 71, 717 (1989).

[12] В.В. Антонов, А.В. Войцеховский, М.А. Кривов, Е.В. Малисова, Э.Н. Мельченко, В.С. Морозов, М.П. Никифорова, Е.А. Попова, С.С. Хлудков. В сб.: Легирование полупроводников (М., Наука, 1982) с. 32.

[13] N.A. Yakusheva, K.S. Zhuravlev, S.I. Chikichev, O.A. Shegai.

Cryst. Res. Technol., 24, 235 (1989).

[14] Р.Х. Акчурин, И.О. Донская, С.И. Дулин, В.Б. Уфимцев.

Кристаллография, 33, 464 (1988).

[15] Н.А. Якушева. Тез. докл. VI Всес. конф. по физикохимическим основам легирования полупроводниковых материалов (М., Наука, 1988) с. 51.

[16] L. Gouskov, S. Bilac, J. Pimentel, A. Gouskov. Sol. St.

Electron., 20, 653 (1997).

[17] D.C. Look, G.S. Pomrenke. J. Appl. Phys., 54, 3249 (1983).

[18] P.W. Yu. Phys. Rev. B, 27, 7779 (1983).

[19] D.L. Dexter. Sol. St. Phys., ed. by F. Seitz, D. Turnbull (N.Y., 1958) v. 6, p. 355.

[20] К.К. Ребане. Элементарная теория колебательной структуры спектров примесных центров кристаллов (М., Наука, 1968).

[21] E.W. Williams, H.B. Bebb. Semiconductors and Semimetals (Academic Press, N.Y., 1972) v. 8. p. 321.

[22] C.C. Klick, J.H. Shulman. Sol. St. Phys., ed. by F. Seitz, D. Turnbull (N.Y., 1957) v. 5, p. 97.

[23] K.D. Glinchuk, A.V. Prokhorovich, V.E. Rodionov, V.I. Vovnenko. Phys. St. Sol. (a) 48, 593 (1978).

[24] Б. Ридли. Квантовые процессы в полупроводниках (М., Мир, 1986).

[25] Э.М. Адирович. Некоторые вопросы теории люминесценции кристаллов (М., Гос. изд-во техникотеоретической лит., 1956).

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.