Determination of the activation energy of A-center in the uniaxially deformed n-Ge single crystals

Abstract

Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ АКТИВАЦІЇ А-ЦЕНТРА В ОДНОВІСНО ДЕФОРМОВАНИХ МОНОКРИСТАЛАХ n-GeНа основі розв'язків рівняння електронейтральності та експериментальних результатів вимірювань п'єзо-холл-ефекту отримано залежності енергії активації глибокого рівня А-центра від одновісного тиску вздовж кристалографічних напрямків [100], [110] та [111] для монокристалів n-Ge, опромінених електронами з енергі-єю 10 МеВ. За допомогою методу найменших квадратів отримано апроксимаційні поліноми для розрахунку даних залежностей. Показано, що енергія активації А-центра зменшується лінійно для всього діапазону однові-сних тисків уздовж кристалографічного напрямку [100]. Для випадків одновісної деформації вздовж кристало-графічних напрямків [110] та [111] зменшення енергії активації за лінійним законом спостерігається лише при високих одновісних тисках, коли глибокий рівень А-центра взаємодіє з тими мінімумами зони провідності гер-манію, які виявилися нижніми при деформації.Ключові слова: монокристали n-Ge, одновісна деформація, п'єзо-холл-ефект, радіаційні дефекти, А-центри. ВступЗростання вимог до сучасної електронної тех-ніки, таких як швидкодія ЕОМ, механічна, тер-мічна та радіаційна стійкість, точність вимірюва-льної апаратури та ін., потребує вдосконалення її складових частин, які в основному виготовля-ються з напівпровідникових матеріалів. Параме-три використовуваних матеріалів істотно зале-жать від дефектів та домішок, які виникають при технологічних процесах їхнього отримання або експлуатації. Одним із способів цілеспрямованої зміни властивостей напівпровідникових матеріа-лів для створення на їхній основі різних елемен-тів функціональної електроніки з необхідними характеристиками є прогнозований вплив радіа-ції на напівпровідники, що складає основу мето-ду радіаційних технологій [1]. Контрольоване введення радіаційних дефектів у поєднанні з термообробкою дозволяє в широких межах змі-нювати електрофізичні характеристики напів-провідників. Зазвичай такі дефекти створюють глибокі енергетичні рівні в забороненій зоні на-півпровідника, які можуть бути донорами або акцепторами, а також центрами рекомбінації для нерівноважних носіїв заряду [2]. Проблема гли-боких центрів у практичному та теоретичному плані актуальна й сьогодні. Знання про їхню атомну структуру, хвильові функції та енергети-чні рівні є недостатніми, незважаючи на інтенси-вні дослідження, проведені останнім часом. У практичному відношенні роль глибоких рівнів важлива при використанні електричних, оптич-них, резонансних та інших властивостей напів-провідників. Домішкові центри з глибокими енергетичними рівнями визначають спектри ви-промінювання світлодіодів, є центрами швидкої рекомбінації, сильно впливають на чутливість напівпровідників до механічних тисків [3].Такий напівпровідниковий матеріал, як гер-маній, незважаючи на досить детальне його ви-вчення, і в подальшому буде знаходити своє практичне використання в різних складних при-строях мікро-та наноелектроніки [4]. Напруже-ний германій використовується в CMOS техно-ло...