Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хамакава Й. -> "Аморфные полупроводники и приборы на их основе" -> 61

Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.

Хамакава Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. Под редакцией докт.техн.наук С.С. Горелика — М.: Металлургия, 1986. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): amorphnye-poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 153 >> Следующая

1/7-= (1/т) + (4тг2/Л2)?> (3.6.6)
(в методе нестационарной дифракционной решетки, о чем будет сказано ниже), коэффициент диффузии (?>) и время жизни (г) возбужденных состояний, вносящие вклад в изменение показателя преломления, могут быть оценены независимо, если знать связь времен- затухания с периодом решетки А. Экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что причиной первого пика интенсивности дифрагированного снега являются подвижные электроны, поскольку время затухания Т зависит от периода решетки А. Однако постепенное появление фотопотемнения после быстрого спада связано с неподвижными состояниями, так как время нарастания не зависит от периода решетки А. На образцах, приготовленных на той же подложке и в тех же условиях напыления, наблюдалось почти аналогичное поведение.
Экспериментальные результаты можно свести к следующему: 1) показатель преломления быстро растет после возбуждения с постоянной времени возбуждающего импульса и затухает до первоначального значения с постоянной времени Т; 2) постоянная времени Т зависит от периода дифракционной решетки Л; 3) после быстрого спада показатель преломления вновь постепенно растет с постоянной времени 70 мкс. Эта постоянная времени не зависит от периода дифракционной решетки; 4) в итоге показатель преломления стремится к стационарному значению, соответствующему фотопотемнению; 5) это конечное значение возвращается к первоначальному значению после термообработки.
В упоминавшихся до сих пор моделях возбужденные носители релак-сировали непосредственно до состояния фотопотемнения [155-158]. Однако с помощью этих моделей нельзя объяснить некоторые особенности наблюдаемого .динамического поведения, такие как начальное нарастание показателя преломления и последовательные уменьшение и постепенное возрастание фотопотемнения. Для объяснения наблюдаемого динамического поведения фотопотемнения предложена следующая энергетическая схема (рис. 3.6.4). Возбужденные носители движутся по подвижным состояниям и захватываются неподвижными глубокими локализованными состояниями, после чего постепенно релаксируют до уровня фотопотемнения с относительно большим временем затухания 70 мкс.
Рис. 3.6.4. Зонная диаграмма для объяснения динамики фотопотемнения 1 142]; 1 - проводящие состояния; II - локализованные состояния; III - состояния, отве-
чающие за фотопотемнение Форма зон
147
Эта модель по сути аналогична предложенной Танака [155] модели потенциала с двумя минимумами в основном состоянии. Однако в настоящей модели возбужденные носители релаксируют до состояния фотопотемнения через локализованные состояния вблизи середины запрещенной зоны. Кроме того, в настоящей модели не обязательно присутствие высо-' кой плотности локализованных состояний [155], так как они не являются финальной стадией в процессе фотопотемнения.
Согласно предложенной модели при анализе динамики носителей в состояниях проводимости, локализованных состояниях и состояниях фотопотемнения следует рассматривать соответственно следующие кинетические уравнения:
dn(t,x)l<It = -[»(*.*)/т] + D[d2n(t,x)ldx2] (3.6.7) dnl (t,x)ldt = [n(t,x)/T] - [ni (f,x)/ri] +
+ AJ2n, (t,x)ldx2, (3.6.8)
dn2 (t,x)/dt = nt (Г,х)/т,, (3.6.9)
где n, nt, n2 - концентрация возбужденных электронов, захваченных электронов на локализованных состояниях и электронов в состоянии фотопотемнения соответственно. При анализе для упрощения считается, что возбуждающий импульс представляет собой б-функцию. Начальные условия в момент i = О имеют вид
п(0,х) =n0[l + cos (2тгх/Л)]. (3.6.10)
Полное изменение показателя преломления Ди (tjc) с учетом действия возбужденных электронов можно представить как
Дя(г, х) = Кп +Kiih + К2п2, (3.6.11)
где К,К\,Кг — коэффициенты пропорциональности для п0, пх и п2 соответственно по отношению к изменению показателя преломления. Поэтому различие между максимумом и минимумом синусоидального изменения показателя преломления имеет вид
Дя(0 = и (Г, 0) - и(г, Л/2) = K/vexp (- //Г) + + К1[Т1п01(Т-т)]Т/т ¦ [exp (- г/Г)] + + К2п0 (Г, Г/т,т)?1 - [1/(Г, -Г)] [Г, ехр (- Г/Г,) --Гехр(-г/7")]}, (3.6.12)
где
1/Г= (1/т) + (4т72/Л2)Г)
(3.6.13)
= (1/г,) + (47Г2/Л2)/),.
(3.6.14)
Так как время нарастания фотопотемнения (70 мкс) не зависит от периода дифракционной решетки, D, пренебрежимо мал. Тогда Г, = тл.
Отношение эффективностей дифракции в момент времени 0 и t следует рассматривать в четырех временных интервалах:
[I] t < г,
г,(г)/г7(0) = (ехр (- t/T) +KJK{TIt) [1 - ехр (- г/Г)]
[II] T<t<ri 4(0/4(0) = (KJK)2 (Г/т)2,
К2)1К2 ехр (-г/Г,)}2, (3.6.17)
(3.6.18)
Интервал [I] соответствует быстрому затуханию дифрагированного света. Интервал [II] представляет собой квазисгационарную область после быстрого затухания, как показано на рис. 3.6.2, а. Из экспериментальных результатов, полученных в интервалах I и II, оценивались параметры т, D и К, /К с помощью анализа наблюдаемого затухания дифрагированного света для различных периодов решетки. Интервал [III] соответствует постепенному увеличению интенсивности дифрагированного света, как показано на рис. 3.6.2, б. Интервал [IV] отвечает области стационарного фотопотемнения. На основании результатов, полученных в последних двух интервалах, можно оценить т, и К21К. В эксперименте после первой составляющей затухания эффективность дифракции падает почти до нуля, как показано на рис. 3.6.2, а. Отсюда следует, что в As2S3Ki/K ^0 (KiJK= 0,1) согласно уравнению (3.6.16). Этот результат свидетельствует о том, что промежуточное состояние не вносит такого сильного изменения показателя преломления. Сплошными линиями на рис. .3.6.3 показаны расчетные результаты, отвечающие выражению (3.6.15), для первой составляющей затухания при различных периодах решетки, когда К У/К = = 0,1. Расчетная кривая, показанная сплошной линией, удовлетворительно описывает экспериментальные результаты по первому затуханию. Построив график зависимости обратного времени затухания (1/Г) от 47г2/Л2, можно, согласно выражению (3.6.6), оценить величины т и D, как показано на рис. 3.6.5. Наклон графика и пересечение с осью у позволяет определить коэффициент диффузии D и обратную величину времени жизни (1/т). Значения Бит равнялись соответственно 1,4- 10~3 см2/с и 10 мкс. Величина подвижности, оцениваемая из полученного коэффициента диффузии с помощью соотношения Эйнштейна, составила 5,4 • • 10~2 см'2/(В • с). Время жизни находится в хорошем согласии со значением для захваченного электрона, полученным из измерений времени жизни при люминесценции с медленным затуханием (157]. Анализ данных,
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed