VPLIV ODNOVISNO PRU NO DEFORMACI NA POLO ENN
Transcription
VPLIV ODNOVISNO PRU NO DEFORMACI NA POLO ENN
Fiziqni zbirnik NTX t.8 2011 p. 205 VPLIV ODNOVISNO PRUNO DEFORMACI NA POLOENN GLIBOKIH ENERGETIQNIH RIVNIV U MONOKRISTALAH n-Ge h Au i Anatoli FEDOSOV1 , Sergi LUN^OV1 , Dmitro ZAHARQUK1 , Sergi FEDOSOV2 , Leonid PANASK1 Luc~ki nacional~ni tehniqni universitet, vul. L~vivs~ka 75, Luc~k 43018 2 Volins~ki nacional~ni universitet imeni Lesi Ukranki, prosp. Voli 13, Luc~k 43025 1 Redakci otrimala statt 10 ltogo 2010 r. Doslideno vpliv odnovisno pruno deformaci X na zminu poloenn glibokogo energetiqnogo rivn zolota EC {0,2 eV v n-Ge za danimi p'zohollefektu n = f (X ) v xiroki oblasti mehaniqnih naprug X =0{13 10 3 kG/sm 2 dl vipadku X==J== 111]. Obqisleno zminu energetiqno wilini mi glibokim rivnem EC {0,2 eV i ninimi dolinami zoni providnosti n-Ge h Au i { 5,7 0,01 10 ;3 eV v rozrahunku na koni 10 3 kG/sm 2 . Ocineno stupin~ zapovnenn glibokih rivniv. Viznaqeno seredn znaqenn koeficinta dl riznih temperatur. Zmina polo enn glibokih rivniv pri deformaci mo e sil~no zminvati elektrofiziqni vlastivosti napivprovidnikiv. Tomu problema glibokih centriv k radiacinogo, tak i tehnologiqnogo pohod enn dosit~ aktual~na v teoretiqnomu i praktiqnomu aspektah 1,2]. Vpliv odnovisno pru no deformaci X na veliqinu zmini polo enn glibokogo rivn zolota EC {0,2 eV v n-Ge za danimi p'zohollefektu n = f (X ) v xiroki oblasti mehaniqnih naprug X =0{ 13 10 3 kG/sm 2 doslid uvali dl vipadku X==J== 111] 1]. Zale nist~ koncentraci elektroniv u zoni providnosti vid deformaci 3] n" = n exp ; EC 2kT (1) de n { koncentraci elektroniv u nedeformovanomu napivprovidniku { koeficint, ki zmint~s vid 1 do 2 zale no vid stupen zapovnenn rivn EC { zmiwenn togo minimumu zoni providnosti, ki vivivs ni nim pri deformaci. PACS number 72.20.Fr A. Fedosov ta n. 206 Dl minimumiv tipu L1 , ki budut~ ni nimi pri deformaci v zoni providnosti germani, 4]: 1 )(S + 2S ) + 1 S ] (2) 12 3 u 11 3 u 44 de S11 , S12 , S44 { stal orstkosti u i d { stal deformacinogo potencialu. Prodiferencimo (1) po X : EC (111]) = dn" dX de zgidno z ; X (d + n = 2kT exp ; ; EC 2kT d(E ) C (3) dX (2) mo na zapisati: d(EC ) dX = (d (S11 + 2S12 ) + uS11 ) = const: (4) ; Znaqenn pohidno dn"=dX u ks~ toqci X1 dorivn tangensu kuta nahilu dotiqno do grafika funkci n" = f (X ) . Todi pohidna dn" =dX v toqci X1 stanovit~: dn" dX X1 Zgidno z (5) = n2(1XkT) tg1 : " 1 (6) (1), (3) i (5) zapixemo: d(EC ) dX X1 = tg1 : ; Beruqi do uvagi, wo d(EC )=dX i X2 zgidno z (4) i (6) 1 tg1 n" (X1 ) = const , dl dvoh riznih znaqen~ = n2(tgX2) : " (7) 2 U 1] pokazano, wo zale Enist~ koncentraci pri temperaturah T > 0 Tx ma vigld n exp ; 2kT . Pri temperaturah T Tx pid znak eksponenti vhodit~ povna energi aktivaci rivn. Tx { pevna harakteristiqna temperatura, ka viznaqat~s eksperimental~no z tem - peraturno zale nosti koncentraci nosiv strumu Todi =1 pri T Tx . Zgidno z (7) 1 tg1 n" (X1 ) 0 = ntg(X ) " 0 ( ln n = f 103 ) . T (8) Vpliv deformaci na energetiqn rivni u n-Ge h Au i 207 de tg0 { tangens kuta nahilu dotiqno do zale nosti n" = f (X ) v toqci X0 , u ki n" (X0 ) = n(Tx ) . Zmina energetiqno wilini mi glibokim rivnem EC {0,2 eV i ni nimi dolinami zoni providnosti n-Ge Au 3]: h d(E ) dX = ; i kT tg0 : n" (X0 ) (9) Na ris.1 predstavlena temperaturna zale nist~ koncentraci nosiv strumu v kristalah n-Ge h Au i 1]. Zgidno z ris. 1, Tx =155 K, a vidpovidna koncentraci n(Tx ) = 3 10 13 sm ;3 . Ris. 1. Temperaturna zale nist~ koncentraci nosiv strumu v kristalah n-Ge h Au i 1]. Userednene znaqenn zmini energetiqno wilini mi glibokim rivnem EC {0,2 eV i ni nimi dolinami zoni providnosti n-Ge h Au i dl vipadku X==J== 111], viznaqene za danim metodom, stanovit~ (5,7 0,01) 10 ;3 eV z rozrahunku na ko ni 10 3 kG/sm 2 (ris. 2, zale nosti 1{4), wo dobre uzgod ut~s zi znaqennmi, ki privedeni v robotah 1,2]. A. Fedosov ta n. 208 Ris. 2. Zale nist~ n = f (X ) u kristalah n-Ge h Au i dl vipadku X==J== 111] pri rizn temperatur T : 1 { 116 K, 2 { 122 K, 3 { 130 K, 4 { 140 K. X U zagal~nomu vipadku dl dovil~nogo znaqenn mehaniqno naprugi = Xn i temperaturi 8 < n = : T1 Th n" (Xn ) n" (X0 ) ( T1 = const) 3]: tg0 tgn kwo Xn = X0 1 kwoXn = X0 6 : (10) Ni qe navedeno userednene znaqenn koeficinta dl riznih temperatur: T c K 116 1,12 122 1,24 130 1,36 140 1,54 Ot e, seredn znaqenn koeficinta pri pdviwenn temperaturi zbil~xut~s, wo posnt~s zmenxennm stupen zapovnenn glibokogo rivn zolota v n-Ge. Vpliv deformaci na energetiqn rivni u n-Ge h Au i L TERATURA 209 1] Semen k A.K. Radiacini efekti v bagatodolinnih napivprovidnikah. Luc~k: Nadstir', 2001. 323 c. 2] Barans~ki P.I., Fedosov A.V., Gadar G.P. Fiziqni vlastivosti kristaliv kremni ta germani v polh efektivnogo zovnixn~ogo vplivu. Luc~k: Nadstir', 2000. 280 c. 3] Fedosov A.V., Lun~ov S.V., Zaharquk D.A., Fedosov S.A., Timowuk V.S. Nauk. visn. Volin. nac. un-tu im. Lesi Ukranki. Fiz. nauki. 2008. } 18. 54{58. 4] Bir G.L, Pikus G.E. Simmetri i deformacionnye ffekty v poluprovodnikah. M.: Nauka, 1972. 584 c. THE EFFECT OF UNIAXIAL ELASTIC DEFORMATION ON THE LOCATION OF DEEP ENERGY LEVELS IN n-Ge Au MONOCRYSTALS h i Anatolij FEDOSOV 1 , Serhij LUNIOV 1 , Dmitro ZAKHARCHUK 1 , Serhij FEDOSOV 2 , Leonid PANASYUK 1 1 Lutsk National Technical University, 75 Lvivska Str., Lutsk 43018 2 Lesya Ukrainka Volyn National University, 13 Voli Ave., Lutsk 43025 The eect of uniaxial elastic deformation X on the change of the location of deep energy level of gold EC {0,2 eV in n-Ge according to piezo-Hall-eect n = f (X ) in a wide area of mechanical tensions X =0{13 10 3 kG/sm 2 , is investigated under a condition X==J== 111]. The change of the energy gap between the deep level EC {0,2 eV and the lower valleys of a conductivity zone of n-Si Ge is calculated to be { 5,7 0,01 10 ;3 eV per each 10 3 kG/sm 2 . The state of lling of the energy levels is estimated. The average value of an coecient was determined at dierent temperatures. h i