Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

Na podstawie powyŜszych równań moŜna zauwaŜyć dwie zasadnicze róŜnice pomiędzyobszarem ładunku przestrzennego a izolatorem. Po pierwsze, szerokość obszaru moŜna złatwością zmieniać przykładając zewnętrzne napięcie elektryczne zgodnie z (2.8, 2.9).Właściwość zmiany szerokości obszaru ładunku przestrzennego na skutek przyłoŜenia napięciazewnętrznego jest podstawą wszystkich form spektroskopii pojemnościowej. Po drugie, silneprzestrzennie zmienne pole elektryczne istnieje w obszarze ładunku przestrzennego nawet przyzerowym napięciu. Zaletą istnienia pola elektrycznego jest to, Ŝe moŜna je wykorzystać dobadania wewnętrznej symetrii funkcji falowej zlokalizowanego defektu.Teraz warto przedstawić bardzo waŜną właściwość obszaru ładunku przestrzennego, amianowicie jego pojemność C. Z równania (2.9) widać, Ŝe zmiana koncentracji ładunku wobszarze ładunku przestrzennego powoduje odpowiednią zmianę jego szerokości, a stąd - i jegopojemności (te wielkości są powiązane między sobą w sposób przedstawiony niŜej). Dlategopojemność obszaru ładunku przestrzennego jest bezpośrednią miarą całkowitego ładunku w nimzawartego. Później będzie pokazane, Ŝe jeŜeli koncentracja swobodnych nośników ładunku,wychwyconych na głębokie poziomy, zmienia się pod wpływem procesów emisji bądź wychwytunośników, to tę zmianę moŜna zaobserwować przez odpowiednią zmianę pojemności złącza przyustalonej wartości napięcia zewnętrznego. Wszystkie formy spektroskopii pojemnościowejwykorzystują tę właściwość. Pojemność złącza jest związana z W R w sposób analogiczny dopojemności płasko-równoległego kondensatora, dla którego:SdQC = , (2.11)dVgdzie Q jest ładunkiem całkowitym na jednostkę powierzchni złącza i wynosi:Q = eN W = εε eN ( V + V ) , (2.12)dR2 0 d bi RWtedy moŜna otrzymać następne równanie dla pojemności obszaru ładunku przestrzennego najednostkę powierzchni złącza:εε eN εε= . (2.13)2( V + V ) W0 d0C S= STo równanie moŜna równieŜ przedstawić w postaci:biRRNd=⎡ ⎛ 1 ⎞⎤22 ⎢d⎜⎟⎥⎢ ⎝ C ⎠⎥2S eεε0 ⎢ dVR⎥⎢⎣⎥⎦−1(2.14)15