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