Стимулированное излучение донорами V-группы в деформированном кремнии

• Автор: Ковалевский, Константин Андреевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание:
Введение
Глава I. Доноры V группы в кремнии
§1.1 Теория мелкого примесного центра в кремнии
§ 1.2 Спектроскопия мелких примесных центров в кремнии
§1.3 Спектр примесного центра в деформированном кристалле
§ 1.4 Влияние деформации на оптические свойства примесных центров
§1.5 Пьезоспектроскопия мелких доноров в кремнии
§ 1.6 Лазеры дальнего ИК диапазона на примесных переходах в кремнии
§1.7 Сечение фотоионизации доноров в деформированном кремнии
§1.8 Релаксация носителей заряда в зоне проводимости
§1.9 Захват электронов на притягивающие центры
§1.10 Захват электронов на нейтральные доноры
§1.11 Поглощение дальнего ИК излучения П~ центрами
§1.12 Релаксация электронов по примесным состояниям
Глава II. Методика эксперимента
§2.1 Экспериментальная установка
§2.2 Поляризатор
§2.2 Исследуемые образцы
Глава III. Стимулированное излучение доноров сурьмы в деформированном
кремнии
§3.0 Особенности Бг.БЬ и взаимное расположение глав
§3.1 Эффект стимулированного излучения в Бг.БЬ без деформации
§3.2 Интенсивность выходного излучения в деформированном Зг.8Ь
§3.3 Временные зависимости импульсов излучения Бг.БЬ при одноосном
сжатии вдоль направлений [100]
§3.4 Спектральные измерения
§3.5 Влияние одноосной деформации на энергетический спектр Бг.БЬ
§3.6 Безизлучательная релаксация на междолинных фононах. Поглоще
ние ТГц излучения II центрами в деформированном Бг.БЬ
Глава IV. Стимулированное излучение доноров фосфора в деформированном
кремнии
§4.0 Особенности Бг.Р
§4.1 Эффект стимулированного излучения в Бг.Р без деформации
§4.2 Измерение интенсивности выходного излучения Бг.Р при одноос
ном сжатии вдоль направления [100]
§4.3 Спектральные измерения излучения Бг.Р при одноосном сжатии
вдоль направления [100]
§4.4 Временные зависимости импульсов излучения Бг.Р при одноосном
сжатии вдоль направления [100]

§4.5 Случай деформации вдоль кристаллографического направления [110]
§4.6 Изотонически чистый 2857:Р при одноосном сжатии вдоль [100]
§4.7 Влияние одноосной деформации на энергетический спектр 57:/*
§4.8 Безизлучательная релаксация на междолинных фононах в одноосно-деформированном 577.Р
Глава V. Стимулированное излучение доноров мышьяка в деформированном
кремнии
§5.0 Исследование БгЛл
§5.1 Эффект стимулированного излучения в Бг.Ав без деформации
§5.2 Измерение интенсивности выходного излучения 81:Ал при одноосном сжатии вдоль направления [100]
§5.3 Измерение интенсивности выходного излучения Бг.'Ал при одноосном сжатии вдоль направления [013]
§5.4 Измерение интенсивности выходного излучения 5;.з4,? при одноосном сжатии вдоль направления [110]
§5.5 Спектральные измерения излучения Бг.Ал при одноосном сжатии вдоль направлений [100] и [110]
§5.6 Временные зависимости импульсов излучения Бг.Ал при одноосном сжатии вдоль направлений [100] и [013]
§5.7 Влияние одноосной деформации на энергетический спектр Бг.Ал
§5.8 Безизлучательная релаксация на междолинных фононах в одноосно деформированном БкАл
Глава VI. Стимулированное излучение доноров висмута в деформированном
кремнии
§6.0 Об особенностях В1
§6.1 Лазерный эффект в недеформированном 57:Ы НО
§6.2 Выходная интенсивность стимулированного ТГц излучения в 57:Л/ при одноосной деформации вдоль направления [100]
§6.3 Выходная интенсивность стимулированного ТГц излучения в 57:Л/ при одноосной деформации вдоль направления [110]
§6.4 Спектральные особенности стимулированного излучения 57:Лг в условиях одноосной деформации вдоль направлений [100] и [110]
§6.5 Временные зависимости импульсов излучения 57:бг при одноосном сжатии вдоль направления [100]
§6.6 Влияние одноосной деформации на энергетический спектр 5г:Лг
§6.7 Безизлучательная релаксация на междолинных фононах в одноосно-деформированном 57: Л
Глава VII. Основные факторы, влияющие на характеристики стимулированного излучения. Оптимальные параметры
§7.0 Сравнение доноров
§7.1 Влияние деформации [100] на внутрицентровую релаксацию с участием междолинных фононов f-'ag- типа
§7.2 Распределение электронов по долинам и инверсия при одноосной
деформации вдоль [100]
§7.3 Поглощение ТГц излучения отрицательными донорами и внутрен
ние потери в среде
§7.4 Оптимальные значения деформации сжатия
Заключение
Приложение
Цитируемая литература
Список публикаций автора

где /0 = уте = І т- не зависит ни от энергии, ни от температуры, І - длина свободного про-
2 те
бега, 2 - зарядовое число, є- диэлектрическая постоянная, 5- скорость звука. Таким образом, сечение захвата обратно пропорционально кубу температуры. Однако данная модель применима для случая 5Ї, если температура много больше 4К [56]. Если выполняется обратное условие, то можно считать, что электрон захватывается на центр после одного акта испускания фонона.
Сечение одноквантового захвата с участием акустических фононов
В случае низких температур кТ« те2 (неупругое столкновение) захват электрона на притягивающий центр рассматривается как одноквантовый процесс с испусканием акустического фонона [56]. Тогда сечение захвата принимает следующий вид:
Т.е. сечение захвата при низких температурах становится обратно пропорционально температуре в первой степени.
Формулы (34) и (35), полученные для предельных случаев, можно объединить в одну интерполяционную формулу для сечения захвата с участием акустических фононов:
Экспериментальные данные по сечению захвата на положительные заряженные центры в кремнии, а также теоретическая кривая (36) представлены на рис. 22. Сравнение данных говорит о хорошем качественном и количественном согласии эксперимента с теорией. Одноквантовый захват в основное состояние с участием оптического фонона
Взаимодействие с оптическими фононами сильнее, чем с акустическими. Однако активные оптические фононы имеют энергию, как правило, превышающую энергию основного состояния в донорах кремния. Поэтому захваты с излучением оптического фонона могут идти только для носителей, имеющих достаточно высокую энергию. Таких носителей при термодинамическом равновесии экспоненциально мало. Однако такой захват может быть существенным, если носители рождаются высоко в зоне при фотовозбуждении.
Вероятность перехода в основное состояние для деформационного взаимодействия дается выражением [62]:
(35)
- е2г
3 /0 єкт[є(кТ + 2,14тв2);
(36)
(37)