DOI: https://doi.org/10.20535/1970.58(2).2019.189478

ДОСЛІДЖЕННЯ ДРЕЙФОВОЇ РУХЛИВОСТІ ЕЛЕКТРОНІВ В АРСЕНІДІ ІНДІЮ

Tetiana Saurova, Elena Semenovskaya, Olga Shevchuk

Анотація


Однією з характеристик електричних властивостей матеріалу є рухливість носіїв заряду. Метою даної роботи є дослідження температурної залежності дрейфової рухливості електронів в арсеніді індію у слабкому полі. Для дослідження слабопольової дрейфової рухливості електронів проведено кількісну оцінку і аналіз швидкостей розсіювання імпульсу для різних видів домішкового і фононного механізмів розсіювання. Чисельне моделювання механізмів розсіювання виконано на основі дводолинної (ГL) моделі для слабкого електричного поля. Результати моделювання температурної залежності швидкостей розсіювання для розглянутих видів домішкового і фононного механізмів розсіювання показали: за низьких температур домінує домішкове розсіювання, для найнижчих температур − на нейтральних атомах домішки з поступовим зростанням (при Т > 40К) розсіювання на іонізованих атомах домішки. Акустичне розсіювання проявляється починаючи з низьких температур, однак вносить непомітний внесок у величину сумарної швидкості розсіювання. При Т > 80 К зростає роль полярного оптичного розсіювання. У розглянутому діапазоні температур практично не проявляється міждолинне розсіювання.

Представлені результати чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів в арсеніді індію для різних значень концентрації домішки. Отримано відповідність розрахованої температурної залежності дрейфової рухливості електронів ряду експериментальних значень, виміряних при 77 K і 300 K. Розбіжність з розрахунковим значенням при Т = 300 К пояснюється відмінністю вихідних параметрів моделювання.

Для арсеніду індію запропоновано набір вихідних параметрів моделювання, які забезпечують відповідність експериментальним даним.

Порівняння результатів чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів показує, що рухливість електронів в InAs перевищує відповідні величини для Si, Ge, GaAs.

Порівняння розрахованих для арсеніду індію характеристик показало, що величини рухливості і дрейфової швидкості − вищі, а значення критичного поля − нижчі, ніж для арсеніду галію.


Ключові слова


арсенід индію; рухливість; швидкість розсіювання; дрейфова швидкість

Повний текст:

PDF

Посилання


Ioffe Physico-Technical Institute, "New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties":

http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/InAs/

V.V. Karataev, M.G. Mil'vidsky, N.S. Rytova, V.I. Fistui, Sov. Phys. Semicond, vol.11, no. 9, pp. 1009-1011, 1977.

D.L. Rode, R.K. Willardson, A.C. Beer, eds., Semiconductors and Semimetals, Academic Press, vol. 12, 1975, p. 499.

G.R. Cronin, S.R. Borrello, J. Electrochem. Soc., vol. 114, no. 10, pp. 1078-1079, 1967, DOI:10.1149/1.2424192

D.L. Rode, Phys. Rev., vol3, 3287-3289, 1971, DOI: 10.1103/PhysRevB.3.3287

O.G. Folberth, O. Madelung, H. Weiss, Z. Naturforsch. 9A, 1954, 954 р.

T.C. Harman, H.L. Goering, A.C. Beer, Phys. Rev., vol. 104, pp. 1562-1564, 1956, DOI: 10.1103/PhysRev.104.1562

J.P. McCarthy, Solid State Electron, vol. 10, pp. 649-655, 1967.

S. Kalem, J.I Chyi, H. Morcoc, R. Bean, K. Zanio, Appl. Phis. Lett., vol. 53, no. 17, рр. 1647-1649, 1988, DOI:10.1063/1.99938

J.R. Chelikowsky, M.L. Cohen, Phys. Rev., vol. 14, no. 2, pp. 556-582, 1976, DOI: 10.1103/PhysRevB.14.556

V.A. Moskaliuk, Physics of electron processes. Dynamic processes, Kyiv: Polytechnika, 2004, p. 180. (In Ukrainian)

V.A. Moskaliuk, Physics of electron processes. Electronic states. , Kyiv: UkrINTEI, 2001, p.148. (In Russian)

Z. Dobrovolskis, K. Grigoras, A. Krotkus, Appl. Phys. A, vol. 48, pp. 245-249, 1989, DOI: 10.1007/bf00619393

F. Kuchar, G. Bauer, H. Hillbrand, Phys. Status Solidi (A), vol. 17, no. 2, pp. 491-496, 1973, DOI: 10.1002/pssa.2210170213

A. Krotkus, Z. Dobrovolskis, Electrical Conductivity of Narrow-Gap Semiconductors (Mokslas, Vilnius, 1988)

V.A. Moskaliuk, V.I. Timofeyev, A.V. Fedyay, High-Speed Electronics Devices, Kyiv: NTUU «KPI», 2014, p. 528. (In Ukrainian)

T. Saurova, V. Bors, Properties of the aluminum-gallium arsenide in the pulsed electric field mode, BULLETIN OF KYIV POLYTECHNIC INSTITUTE. SERIES INSTRUMENT MAKING, no. 57(1), pp. 49-55, 2019, DOI: 10.20535/1970.57(1).2019.172023

G. Satyanadh, R.P. Joshi, N. Abedin, U. Singh, J. Appl. Phys., vol. 91, no. 3, pp. 1331-1338, 2002, DOI:10.1063/1.1429771

T. Saurova, D. Kuzmenko, Research of impulse properties of indum phosphide, BULLETIN OF KYIV POLYTECHNIC INSTITUTE. SERIES INSTRUMENT MAKING, no. 54(2), pp. 49-52, 2017, DOI: 10.20535/1970.54(2).2017.119530.




Copyright (c) 2020 Рівні права