Использование всестороннего давления для оценки степени влияния флуктуационного потенциала на энергетический спектр носителей заряда в кристаллических полупроводниках

Abstract

Предлагается способ оценки корректности применения соотношений, полученных для энергетического спектра бездефектного кристалла, при анализе результатов эксперимента в легированных компенсированных кристаллах полупроводников, основанный на сравнении рассчитанных по данным об электронном транспорте при всестороннем давлении производных энергетических зазоров от давления dεi/dP с известными величинами. Проанализированы экспериментальные данные и результаты количественного анализа в Ge<Au, Sb>, квазибесщелевом CdSnAs2<Cu> и бесщелевом p-HgTe полупроводниках. Выяснено, что величины dεi/dP энергетических зазоров, рассчитанные согласно известным законам дисперсии, с понижением температуры и увеличением давления аномально завышаются или занижаются ввиду усиливающегося влияния флуктуационного потенциала на энергетический спектр носителей заряда.

Пропонується спосіб оцінки коректності застосування співвідношень, отриманих для енергетичного спектру бездефектного кристала, при аналізі результатів експерименту в легованих компенсованих кристалах напівпровідників, заснований на порівнянні розрахованих по даним про електронний транспорт при всебічному тиску похідних енергетичних зазорів від тиску dεi/dP з відомими величинами. Проаналізовано експериментальні дані і результати кількісного аналізу в Ge<Au, Sb>, квазібезщілинному CdSnAs2<Cu> і безщілинному p-HgTe напівпровідниках. З'ясовано, що величини dεi/dP енергетичних зазорів, розраховані згідно з відомими законами дисперсії, з пониженням температури і збільшенням тиску аномально завищуються або занижуються внаслідок зростаючого впливу флуктуаційного потенціалу на енергетичний спектр носіїв заряду.

A method is proposed to estimate the correctness of application of relationships derived for the energy spectrum of defect-free crystal during the analysis of experimental results for doped compensated crystals of semiconductors. The method is based on comparison of derivatives of the energy gaps versus pressure dεi/dP calculated using data on electron transport under uniform pressure and the known values. Experimental data and results of quantitative analysis in Ge<Au, Sb>, quasi-gap free CdSnAs2<Cu> and gap-free p-HgTe semiconductors have been analysed. It has been determined that the dεi/dP values of en ergy gaps calculated by the known dispersion laws increase or decrease, with temperature decrease and pressure increase, because of growing influence of fluctuation potential on the energy spectrum of charge carries.