Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

charakteryzuje się ujemną energią korelacji Hubbarda U (w literaturze angielskojęzycznejokreśla się tę właściwość jako: „negative-U property”).Rys. 4.3. Model atomowy defektu EL3 związanego z tlenem w GaAs;według [52].śeby wyjaśnić tę właściwość, rozpatrzmy hipotetyczny defekt, który moŜe znajdować sięw trzech stanach ładunkowych: D + , D 0 , D¯ ; tzn., jeŜeli defekt jest na początku w staniecałkowicie zjonizowanym D + , to moŜe on wychwycić dwa elektrony. Pierwszy elektron zostajewychwycony w sposób następujący: D + + e¯ → D 0 , drugi elektron: D 0 + e¯ → D¯ . Wychwytpierwszego elektronu odpowiada poziomowi donorowemu D +/0 , który jest w stanie ładunkowymdodatnim, kiedy znajduje się powyŜej poziomu Fermiego oraz w stanie ładunkowymneutralnym, gdy jest poniŜej poziomu Fermiego. Podobnie, drugi poziom A 0/− , odpowiadapoziomowi akceptorowemu. Oba te poziomy defektowe mogą być przedstawione w strukturzepasmowej tak, jak jest to pokazane na rys. 4.4.RóŜnica energii między krawędzią pasma przewodnictwa a poziomem donorowym jestenergią wiązania pierwszego elektronu a róŜnica energii między krawędzią pasmaprzewodnictwa a poziomem akceptorowym jest energią wiązania drugiego elektronu. Z powoduodpychającego oddziaływania Coulombowskiego między elektronami oczekuje się, Ŝe drugielektron będzie związany znacznie słabiej niŜ pierwszy elektron, a zatem, poziom akceptorowybędzie leŜał powyŜej poziomu donorowego. Energia oddziaływania, która jest odpowiedzialnaza to zjawisko, nazywana jest energią korelacji Hubbarda i oznaczana U. Skoro oddziaływanie50