Поиск

Роль электростатических флуктуаций при переходе от зонной электропроводности к прыжковой в легированных полупроводниках (на примере p-Ge : Ga)

Авторы: Поклонский, Н. А. Вырко, С. А. Поклонская, О. Н. Забродский, А. Г.
Краткая информация
Маркер записи n
Контрольный номер RU/IS/BASE/671125705
Дата корректировки 16:08:49 7 апреля 2021 г.
Служба первич. каталог. Шавель
Код языка каталог. rus
Правила каталог. PSBO
Код языка издания rus
Индекс УДК 621.315.592
Поклонский, Н. А.
Роль электростатических флуктуаций при переходе от зонной электропроводности к прыжковой в легированных полупроводниках (на примере p-Ge : Ga)
Электронный ресурс
Role of electrostatic fluctuations in doped semiconductors under transition from band to hopping conduction (by the example of p-Ge : Ga)
Иллюстрации/ тип воспроизводства ил., табл.
Библиография Библиогр.: 83 назв.
Аннотация Развита электростатическая модель ионизационного равновесия между водородоподобными акцепторами и дырками v-зоны в кристаллических ковалентных полупроводниках p-типа. Область применимости модели - вся изоляторная сторона фазового перехода изолятор-металл (перехода Мотта). Плотность пространственного распределения атомов примесей (акцепторов и доноров), а также дырок по кристаллу считалась пуассоновской, а флуктуации их электростатической потенциальной энергии - гауссовыми. Модель учитывает эффект уменьшения энергии сродства ионизованного акцептора к дырке v-зоны, обусловленный экранированием иона (по Дебаю-Хюккелю) как свободными дырками v-зоны, так и локализованными, прыгающими между состояниями (0) и (-1) акцепторов в акцепторной зоне. Все доноры находятся в зарядовом состоянии (+1) и в экранировании напрямую не участвуют, но обеспечивают общую электрическую нейтральность образца. В квазиклассическом приближении получены аналитические выражения для среднеквадратичной флуктуации энергии дырки v-зоны W[p] и эффективной ширины акцепторной зоны W[a]. При расчете W[a] учитывалисьто лько флуктуации, обусловленные кулоновским взаимодействием двух ближайших по расстоянию точечных зарядов (ионов примесей и дырок). Показано, что W[p] меньше, чем W[a], так как электростатические флуктуации на масштабах, меньших средней дебройлевской длины волны свободной дырки, не проявляются. Порог делокализации для дырок v-зоны определяется суммой порога диффузионного протекания и обменной энергии дырок. Проведено вычисление концентрации свободных дырок v-зоны при температуре T[j] перехода от зонной электропроводности на постоянном токе к прыжковой по акцепторным состояниям, получаемой из теоремы вириала. Определена зависимость дифференциальной энергии термической ионизации акцепторов (при температуре 3T[j]/2) от их концентрации N и степени компенсации K (отношение концентраций доноров и акцепторов). Без использования каких-либо подгоночных параметров получено хорошее количественное согласие выполненных расчетов с данными по серии образцов нейтронно-трансмутационно легированного германия p-типа вплоть до перехода Мотта.
Ключевые слова легированные полупроводники
полупроводники
германий
галий
пуассоновское распределение
подвижные дырки
ионизованные акцепторы
водородоподобные примеси
термическая ионизация акцепторов
интегральная энергия
дифференциальная энергия
ионизационное равновесие в p-Ge : Ga
Вырко, С. А.
Поклонская, О. Н.
Забродский, А. Г.
Название источника Физика и техника полупроводников
Место и дата издания 2016
Прочая информация Т. 50, вып. 6. - С. 738-750
Имя макрообъекта Поклонский_роль
Тип документа b