Реферат: Примесная краевая фотопроводимость полупроводников

Рассмотрим причину немонотонного температурного поведения полуширины примесного максимума ДМ. Как видно из рис. 10. на начальном этапе полуширина примесного максимума с ростом температуры увеличивается с одной скоростью, а начиная с температуры ≈ 220 К наблюдается значительное увеличение этой скорости. Для объяснения такого поведения рассмотрим природу дополнительного максимума ДМ. На рис. 11. показана энергетическая диаграмма, поясняющая формирование максимума ДМ при различных температурах t₁ и t₂ . Формирование максимума ДМ связано с фототермическими переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости через мелкий донор D⁺ . В реальных кристаллах донорные центры создают не строчку уровней, имеющих одну и ту же глубину залегания, а примесную зону, в которой доноры распределены в некотором интервале энергий. При низких температурах максимум ДМ создается при фототермических переходах с участием самых мелких доноров (случай t₁ ). При высокой температуре (случай t₂ ) возможно проявление не только самых мелких уровней доноров, но и доноров, имеющих большую глубину залегания. Представленная модель объясняет повышенную скорость спектрального смещения ДМ от температуры. Поскольку при высокой температуре проявляются все мелкие доноры D⁺ , то полуширина этого максимума должна быть больше, чем при низких температурах (t₁ ).

В ходе температурной зависимости интенсивности максимума ДМ (рис. 10) можно видеть, что до 170 К максимум повышается, а далее при повышении температуры наблюдается его понижение. По нашему мнению, это связано с тем, что одновременно проявляются 2 конкурирующих процесса, один из которых стремится повысить максимум ДМ, а другой – его понизить. Первый процесс, приводящий к увеличению ДМ₁ , связан с температурным увеличением вероятности выброса фотоэлектрона с мелкого донора D⁺ в зону проводимости. Второй процесс, понижающий исследуемый нами максимум, связан с обычным тепловым гашением фотопроводимости, о котором было сказано выше.

Заключение

Подведем итоги работы. При повышении температуры в CdS можно наблюдать следующие явления:

1) Край собственного поглощения смещается в длинноволновую область;

2) Наблюдается размытие экситонной структуры;

3) Максимум ДМ, связанный с фототермическими переходами, имеет более высокую скорость смещения, чем край собственного поглощения;

4) Интенсивность максимума ДМ и его полуширина изменяется немонотонно.

Список литературы

1. Френкель Я. И. Введение в теорию металлов. М., 1958. 368 с.
2. Mott N. K. On the absorption of light by crystals // Proc. Royal Soc. 1938. Vol. 167, N930. P. 384-391.
3. Frank J., Teller E. Migration and photohemical action of exitation energy in crystals // J. Chem. Phys. 1938. Vol. 6. P. 861-872.
4. F