Непараболичность - зона
Cтраница 2
 |
Схема энергетических зон, поясняющая процесс непрямого перехода j - f с участием промежуточного состояния а. [16] |
Отсюда следует, что отклонение наблюдаемой на опыте кривой а ( Е) для прямых переходов вблизи края поглощения от (5.8) определяет эффективную непараболичность зоны проводимости, характеризующую зависимость действующей эффективной массы от энергии. При сопоставлении экспериментальных кривых a ( / zv) с теоретическими (5.8), (5.9) и (5.12) следует помнить, что в сильно легированных полупроводниках, когда имеет место фермиевское вырождение в одной из зон, состояния вблизи экстремума этой зоны оказываются заполненными носителями заряда. Поэтому край поглощения в этом случае сдвигается в сторону больших энергий. [17]
При описании температурной зависимости подвижности дырок, как было показано в [1303], наряду с рассеянием носителей на оптических фононах [1300] необходим учет влияния непараболичности зоны легких дырок. [18]
Как видно из рисунка, в объемном теллуриде свинца рост подвижности при понижении концентрации носителей, связанный с уменьшением рассеяния на акустических колебаниях решетки и с влиянием непараболичности зоны проводимости, при концентрациях менее 5 - 1017 см 9 сменяется снижением. Действие статистических флюктуации наиболее сильно проявляется в компенсированных полупроводниках [154], в которых концентрация носителей равна разности концентраций доноров-и акцепторов, каждая из которых значительно больше, чем концентрация носителей заряда. Тогда относительные флюктуации: концентрации носителей во много раз превышают относительные флюктуации концентраций донорных и акцепторных центров. [19]
Как видно из рисунка, в объемном тел-т луриде свинца рост подвижности при понижении концентрации носителей, связанный с уменьшением рассеяния на акустических колебаниях решетки и с влиянием непараболичности зоны проводимости, при концентрациях менее 5 - 1017 см 9 сменяется снижением. Действие статистических флюктуации наиболее сильно проявляется в компенсированных полупроводниках [154], в которых концентрация носителей равна разности концентраций доноров-и акцепторов, каждая из которых значительно больше, чем концентрация носителей заряда. Тогда относительные флюктуации: концентрации носителей во много раз превышают относительные флюктуации концентраций донорных и акцепторных центров. [20]
 |
Отражение светового луча от эпитаксиальной структуры. [21] |
Эффект Фарадея наблюдался и количественно сравнивался с результатами других измерений для многих пэлупроводниковых материалов: германия, антимонида индия и алюминия, фосфида и ар-сенида галлия и др. В частности, для антимонида индия с помощью этого эффекта было показано, что эффективная масса электронов является возрастающей функцией температуры и концентрации электронов в соответствии с непараболичностью зоны проводимости. [22]
Однако основные черты эффекта, связанного с непараболичностью, описываются формулой (9.47); можно ожидать, что этот эффект будет доминировать при малых длинах волн в полупроводниках с прямыми переходами, тогда как нелинейность, связанная с временем релаксации, будет преобладать либо в области достаточно больших длин волн, либо в материале, у которого непараболичность зоны проводимости пренебрежимо мала. Хотя Ge и Si, казалось бы, относятся к последней категории, Ванг и Ресслер [781] показали, что нелинейная восприимчивость Ge n - типа на длине волны 10 мкм связана в основном с непараболичностью. В длинноволновой области неравенства ЮрТо, со / Го, costo, согАо 1 оказываются несправедливыми и знаменатель формулы (9.46) приводит к изменению фазы генерируемой волны в зависимости от частоты. [23]
На рис. 11.28 приведена зависимость коэффициента поглощения от энергии фотона a f ( E) для InSb р-типа, легированного Zn, с концентрацией дырок 2 6 1017 см-3 при температуре 78 К [190]: 1 - экспериментальная кривая; 2 - 4 - расчетные кривые с использованием различного набора зонных параметров; 5 - расчетная кривая при учете непараболичности зоны тяжелых дырок. Поглощение связано с переходами носителей тока менаду подзонами тяжелых и легких дырок валентной зоны, причем зона тяжелых дырок непараболична. [24]
Значит, поправка на непараболичность зон весьма существенна. [25]
Пейтел, Слашер и Флери [551] наблюдали эффективное смешение третьего порядка излучения лазера на СО2 с длинами волн 10 6 и 9 6 мкм при его распространении через образы n - типа следующих полупроводников: InAs, InSb, GaAs и PbTe. Проведенное параллельно теоретическое рассмотрение [805] показало, что найденные в этих экспериментах большие величины нелинейной восприимчивости х ( 3 связаны с непараболичностью зон проводимости Другой вклад в нелинейность, рассмотренный теоретически Ко [361], а также Кришнамурти и Паранджапом [378], связан с изменением времени релаксации в зависимости от энергии. Оба эти эффекта будут рассмотрены одновременно на основе простого классического уравнения движения свободного электрона. [26]
В табл. 12.6 вместе с результатами других измерений представлены величины эффективных масс, полученные из экспериментов по циклотронному резонансу при экстраполяции к нулевому полю. Доказательство непараболичности зоны проводимости в HgTe получено из измерения зарисимости минимума плазменного отражения ( разд. [27]
С другой стороны, появление зависимости вероятности прямого перехода от энергии также может вызвать отклонение от зависимости (4.1.17) вблизи края поглощения. Если переход при k 0 разрешен, то вероятность не зависит от энергии. В случае же непараболичности зон энергетическая зависимость вероятности перехода определяется характером дисперсии электронов в непараболической зоне и оказывается более сложной. [28]
 |
Схема межзонной рекомбинации. Первый электрон рекомбииирует с дыркой и совершает переход из состояния 1 в состояние 1. Энергия и импульс передаются второму электрону, совершающему переход 2 - У. [29] |
В теории Битти и Смита [313] ударная рекомбинация рассчитана для случая, когда в процессе Оже участвует зона легких дырок. Энергия рекомбинации передается дырке, которая совершает переход между подзонами двукратно вырожденной зоны. При расчетах вводится поправка на непараболичность зон. [30]
Страницы: 1 2 3