ДОСЛІДЖЕННЯ ДРЕЙФОВОЇ РУХЛИВОСТІ ЕЛЕКТРОНІВ В АРСЕНІДІ ІНДІЮ

Автор(и)

  • Tetiana Saurova Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7600-8266
  • Elena Semenovskaya Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-2421-4903
  • Olga Shevchuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

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

Ключові слова:

арсенід индію, рухливість, швидкість розсіювання, дрейфова швидкість

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.

Біографії авторів

Tetiana Saurova, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

ФЕЛ, доцент кафедри електронної інженерії

Elena Semenovskaya, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

ФЕЛ, старший викладач кафедри електронної інженерії

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-24

Як цитувати

[1]
T. Saurova, E. Semenovskaya, і O. Shevchuk, «ДОСЛІДЖЕННЯ ДРЕЙФОВОЇ РУХЛИВОСТІ ЕЛЕКТРОНІВ В АРСЕНІДІ ІНДІЮ», Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 58(2), с. 41–47, Груд 2019.

Номер

Розділ

НАУКОВІ ТА ПРАКТИЧНІ ПРОБЛЕМИ ВИРОБНИЦТВА ПРИЛАДІВ ТА СИСТЕМ