Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Киселев В.Ф. -> "Основы физики поверхности твердого тела " -> 113

Основы физики поверхности твердого тела - Киселев В.Ф.

Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела — М.: МГУ, 1999. — 284 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovifizikipoverhnostitverdogotela1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 107 108 109 110 111 112 < 113 > 114 115 116 117 118 119 .. 128 >> Следующая

255
При взаимодействи с Н* образуются насыщенные связи ?SiH и SiOH. Нельзя
исключить полностью полевой и электрострикцион-ный механизмы воздействия
на БС и PC флуктуирующих точечных полей протонов, аналогично случаю
оптического заряжения и эффекту накопления протонов (рис.6.20).
Указанный' ЦротОННый механизм нейтрализации не реализуется при адсорбции
NH3, Ру и Ас, поскольку их константы диссоциации на много порядков ниже,
чем у молекул Н2О.
Таким образом, существуют два типа воздействия адсорбции на разные группы
ПЭС на межфазной границе полупроводник-диэлектрик - прямой контакт ЭА (и
ЭД) центров с молекулами с образованием дипольных медленных АПЭС и
влияние протонов, продуктов диссоциации молекул воды, на параметры JS€_и
PC.
8.2. Возбужденные состояния в поверхностной фазе
8.2.1. Электронно-колебательная модель захвата и рекомбинации
носителей заряда. Хотя вопросы энергетики актов захвата электронов и
дырок на объемные дефекты твердого тела неоднократно обсуждались в
литературе, этой проблемой' в приложении к поверхностным фазам стали
заниматься только в последние годы. Ограничимся, в основном,
рассмотрением низкого уровня возбуждения электронной и фононной подсистем
поверхностной фазы полупроводника.
Согласно конфигурационной диаграмме полной энергии системы электрон -
решетка, представленной на рис.8.9, захват электрона на ПЭС соответствует
его переходу из свободного (парабола I) в связанное (парабола II)
состояние. При тепловом захвате это ведет к перестройке центра
локализации в результате поляризующего действия захваченного носителя
заряда. Рассмотрим для определенности захват на медленное АПЭС. В. состав
колебательного спектра медленных АПЭС входят сильно ан.гармоничные моды
молекулярных связей (например, Si-O-H, Si-N-H) на рис.8.6, а также
локальные моды в области ЭА или' ЭД центров адсорбции. Захват на подобное
состояние сопровождается перестройкой всего комплекса, что проявится в
сдвиге конфигурационных координат Q] -" Q\\. Чем больше сдвиг нормальной
обобщенной координаты, т.е. чем больше перестроен комплекс, тем меньше
интеграл перекрывания волновых функций, который определяет вероятность
перехода I -" II. Для простейшей одномодовой системы'эта функции
изображены пунктиром на рис.8.9.
АПЭС создают на неоднородной поверхности свою систему локальных фононов.
Для fprd, 'чт'обы электроны заКватились на АПЭС, они должны потерять свою
ЭнергиЮ, которая благодаря элек-
256
Глава 8
трон-фононным взаимодействиям приводит к возбуждению локальных фононов
дефекта. В последние годы методами электронной спектроскопии получены
прямые подтверждения присутствия на фоне регулярных фононов поверхности
локальных фононов. Данные по поверхностной фотолюминесценции (Литовченко,
Зуев, 1974) свидетельствуют, что константа электрон-фононных
взаимодействий с локальными фононами выше, чем с регулярными.
Рассмотрим простейшую модель медленного АПЭС, когда роль акцептора
энергии выполняет изолированная молекула (НгО)* с одной самой
высокочастотной воспринимающей модой О-Н (hvvib = 0,45 эВ). Благодаря
большим энергетическим зазорам между колебательными уровнями ОН-групп,
при умеренных температурах наиболее заселен нулевой уровень параболы I и
вероятен переход электронноколебательной системы из состояния 1о в Но -
рис.8.9. Тогда эффективная энергия активации АЕt, определяемая уравнением
Коца (6.4), характери-Рис.8.9. Конфигурационная диа- зующая среднюю
термическую грамма адсорбционного медленного энергию активации при
переходах состояния, захватывающего элек- между медленными ПЭС и объе-
трон мом полупроводника
ДEx=Ea-F , (8.2)
где Еа - энергия дна зоны проводимости на поверхности и F - энергия
Ферми. Измерения температурных зависимостей релаксации медленного заряда
Qss показали, что величина АЕ (см. соотношение 6.5)
весьма близка к энергии воспринимающей моды. Для (НгО)к
АЕХ = 0,4 ± 0,1 эВ, что близко к величине AvVI* . Частотный фактор то"1,
определенный из этих измерений, оказался весьма малым = 2,8 ¦ 104 с"1,
что на много порядков ниже, чем для объема Ge или Si
(1012-1013 с-1) Столь малые величины то'1 объясняют аномально ма-
лые сечения захвата АПЭС спр ~ 10 ~28 -10 '27см2 и свидетельствуют о
крайне затрудненном обмене колебательной энергией с объемными фононами
решетки. Обычная многофононная диссипация столь большой энергии в АПЭС
(=10 дебаевских фононов) затруднена слабыми контактами локальных фононов
неупорядоченной поверхности
а, е, JL
Взаимосвязь электронных, атомных и молекулярных процессов на поверхности
257
с объемными фононами решетки. На это еще в 1948 г. указывали И.Лившиц и
Розенцвейг.
Рост адсорбции, приводящий к появлению гроздей слабо-связаных молекул
(рис.7.12), облегчает диссипацию накопленной энергии. Начинается заметный
рост ДЕТ и то"1. Измерения Д?т и
то"1 для широкого круга молекул в изостерических условиях
(па = const) показали, что существует связь Д?х с энергией колеба-
Предыдущая << 1 .. 107 108 109 110 111 112 < 113 > 114 115 116 117 118 119 .. 128 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed