Квазичастицы (ЭЛК-частицы) и диполи с ионизационно-управляемым электрическим моментом в полупроводниках
Изучение управления электрическим моментом в активных полупроводниках ЭЛК-частиц и диполях. Анализ свойств атомов электронной ловушки донорной природы. Обзор механизма преобразований полупроводников. Характеристика сдвига термостимулированных токов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.07.2013 |
| Размер файла | 69,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КВАЗИЧАСТИЦЫ (ЭЛК-ЧАСТИЦЫ) И ДИПОЛИ С ИОНИЗАЦИОННО-УПРАВЛЯЕМЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МОМЕНТОМ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Габибов Ф.С., Магомедов М.А.,
Ризаханов М.А., Труженикова С.Е.
Изложены представления об ЭЛК-частицах и диполях с управляемым электрическим моментом рm в фото активных полупроводниках. Приведены измеренные в кристаллах экспериментальные доказательства образования в полупроводниках ЭЛК-частиц и диполей с управляемым моментом рm.
а). ЭЛК-частицы. Рассмотрим полупроводник n-типа с электронной ловушкой донорной природы. Атомы ловушки обладают нетривиальным свойством ионизационно-ускоренно перемещаться по твердотельной матрице в такт с частотой их перезарядки. Фото-возбуждение полупроводника в температурной области многократной перезарядки ловушки может привести не только к образованию фотоэлектронного газа, но и инициировать через процесс парного взаимодействия частиц еще один тип беспорядка. Одна из частиц в паре взаимодействующих - элемент динамического беспорядка (фотоэлектрон), другая частица - элемент статистического беспорядка (атом ловушки). Роль элемента беспорядка, вызванного электронно-ловушечным взаимодействием, играет ЭЛК-частица, представляющая собой атом ловушки, который мигрирует по кристаллу вместе с периодически захватываемым им и отрывающимся от него электроном. ЭЛК-частицы имеют «мерцающую» структуру и при их донорной основы могут быть обозначены как:
(D + е) * 0
Ионизационно-ускоренное перемещение - комбинированный электронно-атомный процесс, складывающийся из актов многократной перезарядки атомов ловушки и их термически облегченных перескоков в соседние узлы. В качестве одной из причин ускорения перемещения атомов может быть названа мгновенная передача атомам через колебательную подсистему энергии, выделяемой в электронной подсистеме кристалла при переходе свободных носителей заряда в связанное состояние.
b). Диполи с управляемым моментом рm. ЭЛК-частицы могут играть роль специфического механизма преобразований в дефектной подсистеме полупроводников. Рассмотрим простейший вариант преобразования компактных диполей:
(D +- A) * 0
С донорным полюсом, способным переходить в состояние ЭЛК-частиц:
(D + е) * 0
Фото-возбуждение полупроводника в температурной области многократной перезарядки донора приводит к переходу диполей в неустойчивое состояние:
[(D+е) * 0 - A]
Релаксация их в стабильное состояние является результатом перемещения в энергетически выгодном направлении, на котором их энергия ионизации (Et), электрический момент рm испытывают рост. При заданной температуре Техр квазичастица удалиться от акцептора «А» на расстояние ее гибели по причине роста энергии Et до устойчивого захвата электронов. Последующее увеличение Техр может привести к новому росту параметров Et, рm. Таким образом, с помощью технической процедуры подбора температуры Техр представляется возможным добиться поэтапного управления параметрами диполей вплоть до полного их развала.
с). Температурный (Т-) сдвиг спектра термостимулированных токов (ТСТ) в CdS. Разложение структурно сложных спектров ТСТ (рис., кривая а) на элементарные полосы, оценка энергии Еt методами, показывают, что в CdS первоначально наблюдаются многоуровневые электронные ловушки:
Ес - (0.1 - 0.6) эВ
Они связаны с вакансионно-примесными парами (ВПП) из мелкого акцептора А и донорной ловушки типа анионная вакансия V.
Фото-возбуждение CdS в температурной области ниже наиболее низкотемпературной полосы Тmaх=125К, где имеет место разовый захват электронов как на ловушку Ес -0.1эВ, ответственную за эту полосу, так и на другие ловушки, не приводит к изменениям в спектре ТСТ. Перенос точки фото-возбуждения Техр в область температур многократного захвата электронов на ловушку:
Еc - 0.1 эВ * (Техр > Тmах=125 К)
Необходимый для ее перехода в состояние ЭЛК-частиц, сопровождается сдвигом полосы Тmах=125 К в ту же область температур. Величина эффекта (Т-сдвига) зависит от температуры Тeхр. Нормированные спектры ТСТ (кривые а-е), измеренные в зависимости от величины Техр, а также зависимость:
Тmax = f * (Техр) * (кривая f)
Точки Техр на рисунке выделены вертикальными стрелками.
Первоначально:
ВПП * (V-A)+
- распределены в пользу компактных пар с ловушечным VA-уровнем вблизи Ес - 0.1эВ и наиболее низкотемпературной полосой Тmах=125К. Фото-возбуждение CdS в области многократного захвата фотоэлектронов на ВПП стимулирует переход их в неустойчивое состояние:
[(Vе) +- A] * 0
И последующий распад. ВПП в ходе распада переходят из неустойчивого в стабильное состояние. Энергия их ионизации Еt при этом возрастает, что объясняет Т-сдвиг спектра ТСТ. Предлагаемая модель позволяет интерпретировать также другие особенности этого явления: локализация движущейся полосы Тmах=125К сразу же за точкой Техр, разброс значений разности Тmах-Техр для различных полос.
d). Универсальный характер представлений об ЭЛК-частицах и диполях с управляемым рm. На основе этих представлений может быть анализирован также температурный сдвиг спектра термостимулированной люминесценции листьев растений - аналог Т-сдвига спектра ТСТ в CdS. Этот факт позволяет утверждать, что в условиях фото-возбуждения структуры типа ЭЛК-частицы, диполи с управляемыми параметрами образуются не только в полупроводниках, но и в биоорганических средах.
Литература
1. М. Ланно, Ж. Бургуен. Точечные дефекты в полупроводниках. Теория. М.:Мир, с. 263, 1984. электрический полупроводник ток
2. М.А. Ризаханов, Е.М. Зобов, М.М. Хамидов. Физика и техника полупроводников, т. 38, с. 49, 2004.
3. Е.М. Зобов, М.Е. Зобов, Х.Э. Камалудинова, М.А. Ризаханов. Журнал прикладной спектроскопии, т. 72, № 2, с. 202, 2005.
4. М.А. Ризаханов и др. Рукопись деп. ВИНИТИ № 385-81, 1981.
5. Й. Иноу, К. Сибата. Фотосинтез. т. 1, с. 680, М.: Мир, 1987.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные свойства полупроводников. Строение кристаллов. Представления электронной теории кристаллов. Статистика электронов в полупроводниках. Теория явлений переноса. Гальваномагнитные и термомагнитные явления. Оптический свойства полупроводников.
книга [3,8 M], добавлен 21.02.2009Описание полупроводников, характеристика их основных свойств. Физические основы электронной проводимости. Строение кристалла кремния. Направленное движение электронов и дырок под действием электрического поля, p-n переход. Устройство транзисторов.
презентация [2,4 M], добавлен 20.04.2016Сведения о полупроводниках их классификация. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Характеристика группы органических полупроводников. Электропроводность низкомолекулярных органических полупроводников. Электрические свойства полимерных.
курсовая работа [779,2 K], добавлен 24.07.2010Электрический ток в металлах, полупроводниках и электролитах. Зонная модель электронной проводимости металлов. Квантово-механическое объяснение сверхпроводимости в полупроводниках. Электрический ток в электролитах. Применение электролиза на производстве.
презентация [3,8 M], добавлен 13.02.2016Поглощение света свободными носителями заряда. Электрография и фотопроводимость полупроводников. Влияние сильных электрических попей на электропроводность полупроводников. Подвижность носителей в ионных кристаллах и полупроводниках с атомной решеткой.
реферат [1,6 M], добавлен 28.03.2012Понятие о полупроводниках, их свойства, область применения. Активные диэлектрики. Рождение полупроводникового диода. Открытие сегнетоэлектриков и пьезоэлектриков. Исследования проводимости различных материалов. Физика полупроводников и нанотехнологии.
курсовая работа [94,4 K], добавлен 14.11.2010Общие сведения о полупроводниках. Методы очистки и переплавки полупроводниковых материалов. Металлургия германия и кремния. Применение полупроводников. Тепловые сопротивления. Фотосопротивления. Термоэлементы. Холодильники и нагреватели.
реферат [26,8 K], добавлен 25.06.2004Сущность внутреннего фотоэффекта. Фотопроводимость при наличии поверхностной рекомбинации и диффузии носителей заряда. Эффект Дембера. Измерение фотоэлектромагнитного эффекта. Особенности p-n переходов в полупроводниках, барьер Шоттки для электронов.
курсовая работа [788,8 K], добавлен 27.11.2013Явления оптической и термической перезарядки, их роль в полупроводниках и полупроводниковых структурах. Особенности оптических переходов при наличии нескольких глубоких и мелких уровней в запрещённой зоне, в основном, при комбинированном возбуждении.
реферат [35,2 K], добавлен 22.06.2015Классификация и типы полупроводников, их характеристики и свойства. Контактные явления на границе раздела полупроводников различных типов. Изучение работы соответствующих устройств, резонанс токов и напряжений. Изучение вольтмперной характеристики диода.
дипломная работа [608,0 K], добавлен 03.07.2015Энергетические зоны в полупроводниках. Энергетическая диаграмма процесса переноса электрона с энергетического уровня в зону проводимости. Пример внедрения трехвалентного атома в решетку кремния. Эффективная плотность состояний в зоне проводимости.
реферат [730,0 K], добавлен 26.08.2015Рассмотрение основных особенностей изменения поверхности зонда в химически активных газах. Знакомство с процессами образования и гибели активных частиц плазмы. Анализ кинетического уравнения Больцмана. Общая характеристика гетерогенной рекомбинации.
презентация [971,2 K], добавлен 02.10.2013Силы, действующие на частицу, осаждающуюся в гравитационном поле. Скорость осаждения твердых частиц под действием силы тяжести в зависимости от диаметра частиц и физических свойств частицы и жидкости. Описание установки, порядок выполнения работ.
лабораторная работа [275,9 K], добавлен 29.08.2015Электрические методы исследования электрофизических и фотоэлектрических свойств полупроводников. Метод нестационарной спектроскопии глубоких уровней, фотопроводимость. Шумовые свойства фоторезисторов при совместном действии напряжения и фоновой засветки.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.10.2015Общие характеристики перезаряжаемых источников электрического тока. Конденсаторы с двойным электрическим слоем. Конструкция экспериментальных образцов ионисторов, технология их изготовления. Сравнительная характеристика экспериментальных образцов.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 21.06.2012Исследование особенностей движения заряженной частицы в однородном магнитном поле. Установление функциональной зависимости радиуса траектории от свойств частицы и поля. Определение угловой скорости движения заряженной частицы по круговой траектории.
лабораторная работа [1,5 M], добавлен 26.10.2014Основные понятия, механизмы элементарных частиц, виды их физических взаимодействий (гравитационных, слабых, электромагнитных, ядерных). Частицы и античастицы. Классификация элементарных частиц: фотоны, лептоны, адроны (мезоны и барионы). Теория кварков.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2014Понятие электрического тока. Поведение потока электронов в разных средах. Принципы работы вакуумно-электронной лучевой трубки. Электрический ток в жидкостях, в металлах, полупроводниках. Понятие и виды проводимости. Явление электронно-дырочного перехода.
презентация [2,3 M], добавлен 05.11.2014Рассмотрение способов определения коэффициентов амбиполярной диффузии. Общая характеристика уравнения непрерывности. Анализ пространственного распределения частиц. Знакомство с особенностями транспортировки нейтральных частиц из объема к поверхности.
презентация [706,1 K], добавлен 02.10.2013Изучение движения свободной частицы. Частица в одномерной прямоугольной яме с бесконечными внешними стенками. Гармонический осциллятор. Прохождение частиц сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект. Качественный анализ решений уравнения Шредингера.
презентация [376,0 K], добавлен 07.03.2016
