Влияние реальных параметров случайного поля на кинетику носителей заряда в неупорядоченных полупроводниках

• Автор: Хамидуллина, Наталья Мугалимовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 83 c. : ил

т 2 *»>

СОДЕШНИЕ Стр<

Предисловие • . . •

Введение к ШАВЕ I •

ПЛАВА I, Кинетика носителей заряда в легированных

невырожденных полупроводниках II

§ I. Постановка задачи. Основные формулы

§ 2, Подвижность в легированных полупроводниках

с ПЛОТНОСТЬЮ СОСТОЯНИЙ^р(£)

л/ ЦТ *

§ 3. Подвижность в легированных полупроводниках

с гладким случайным полем
§ 4. Влияние мекуровневой корреляции на величину радиуса экранирования в легированных невырожденных полупроводниках
Введение к ШАВЕ П ••••••••••••••••••••
Глава II. Характеристики собственного случайного поля и кинетика носителей заряда в гидрогенизированном аморфном кремнии
§ I. Постановка задачи. Основные формулы ....•••• 50 § 2. Характеристики радиальных функций распределения
В а—Э XIН
§ 3. Эффективные заряды связи кремния с водородом ... 60 § 4. Оценка некоторых параметров бинарной корреляционной
функции случайного ШЛЯ В а-51:Н
§ 5. Оптический "хвост” В а-ЭЛгН
Выводы
Литература

ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая диссертация посвящена изучению некоторых вопросов кинетики носителей заряда в неупорядоченных полупроводниках.
Необходимость и важность всестороннего исследования кинетических свойств полупроводниковых, в частности, неупорядоченных, материалов диктуется врежде всего той большой ролью, которую они играют во многих областях современной техники. Один из рассматриваемых наш материалов - гидрогенизиро ванный аморфный кремний -представляет большой интерес в связи с реальными перспективами его использования в солнечной энергетике и в других задачах фотоэлектроники. Кроме того, изучение кинетических явлений служит мощным средством исследования многих физических процессов, происходящих в полупроводниках.
Далее, необходимость исследования неупорядоченных материалов диктуется самой логикой развития физики конденсированной среды.
Диссертация состоит из двух глав, введений к каждой из них, выводов и списка цитированной литературы. Во введениях отражены цели и основные задачи исследования, сформулированы положения, выносимые автором на защиту, описано современное состояние изучаемых проблем и указано место настоящей работы среди общего круга исследований. Такое расположение материала обусловлено тем, что в диссертации рассмотрены две относительно самостоятельные задачи, объединённые объектом исследования, - это неупорядоченные полупроводники со случайным полем той или иной природы.
Во избежание громоздкости обозначений нумерация формул в пределах каждой главы самостоятельная (без указания номера главы).
ВВЕДЕНИЕ К ГЛАВЕ I
Глава I посвящена изучению некоторых вопросов кинетики носителей заряда в легированных невырожденных полупроводниках. Основная задача первых трёх параграфов состоит в расчёте температурной зависимости дрейфовой и холловской подвижностей при отказе от борновекого приближения в задаче о рассеянии носителей заряда на ионах примеси. Кроме того, большой интерес для интерпретации некоторых экспериментальных данных представляет изучение подвижности легированного компенсированного полупроводника при наличии и других механизмов рассеяния, наиболее важными из которых оказываются рассеяние на фононах и, может быть, на гладком случайном поле [I ] *
Широкое применение полупроводниковых материалов практически в любой области техники невозможно без детального изучения их кинетических характеристик. Более того, исследование кинетических свойств есть неотъемлемая часть любых серьёзных экспериментов по всестороннему изучению тех или иных веществ [2] ,
Остановимся кратко на истории изучения некоторых задач, непосредственно относящихся к рассматриваемым нами вопросам. Речь идёт о различных механизмах рассеяния носителей заряда и учёте их при расчётах дрейфовой и холловской подвижностей в области низких температур, где борновское приближение становится заведомо несправедливым.
Конуэлл и Вайокопф [з] впервые рассмотрели вопрос о рассеянии носителей заряда на ионизированной примеси, потенциал которой описывается водородоподобной моделью. При вычислении интеграла, определяющего полное сечение рассеяния заряженной частицы на ку-лоновском потенциале (который, как известно, расходится [4] ),

Глава II. ХАРАКТЕРИСТИКИ СОБСТВЕННОГО СЛУЧАЙНОГО ПОЛЯ И КИНЕТИКА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ВДРОГЕНИЗИРОВАННОМ АМОРФНОМ КРЕМНИИ
§ I* Постановка задачи. Основные Формулы Одной из важнейших статистических характеристик случайного поля в неупорядоченных системах, как известно, служит бинарная корреляционная функция случайного поля, Ц'(Р) ?)• в гетерополяр-НЫХ материалах, К которым ОТНОСИТСЯ И а-ЭдлИ при не слишком низких концентрациях водорода, для неё справедливо следующее выраже-

*Ш№аН)ё*'1 ■
(I)
Здесь индекс О, нумерует сорт атома, /2д. - средняя концентрация частиц сорта О. , причём оо,,ТА оо
( -^а » очевидно, есть полное число атомов сорта О. в объёме V); 'Цд (у) •- фурье-образ локального псевдопотенциала атома (иона) сорта СХ. , определяемый как
к,т-~
Через здесь обозначена функция интерференции, хорошо известная в теории рассеяния рентгеновских лучей, электронов и нейтронов ^1ХзД * Она даётся следующим выражением: