Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

Coulombowskie między dwoma elektronami jest odpychające, to sensownie jest oczekiwać, ŜeU powinno być zawsze dodatnie. Tak jest dla większości defektów w półprzewodnikach, jednakobserwuje się defekty, dla których kolejność ich poziomów jest odwrócona, co oznacza, Ŝecharakteryzują się one ujemną energią korelacji U. A to sugeruje, iŜ drugi elektron jest silniejwiązany niŜ pierwszy. W tym przypadku, relaksacja sieci krystalicznej wokół defektu, wywołanawychwyceniem drugiego elektronu, kompensuje energię odpychania elektrostatycznego międzyelektronami i powoduje zmniejszenie energii całkowitej defektu.Rys. 4.4. Schematyczna struktura pasmowa pokazująca zachowanie defektu Do trzech stanach ładunkowych: D + , D 0 , D¯ .W wyniku posiadania ujemnej energii korelacji, U < 0, centrum defektowe O As wrównowadze termicznej, w zaleŜności od połoŜenia poziomu Fermiego, moŜe być obsadzonedwoma elektronami, wtedy jego stan ładunkowy jest ujemny, lub całkowicie zjonizowane (stanładunkowy dodatni). W eksperymencie DLTS, kiedy badamy defekt z ujemną energią U, impulszapełniający powoduje obsadzenie defektu dwoma elektronami a po zakończeniu impulsunastępuje emisja obu elektronów do pasma przewodnictwa. W wyniku tego, zmierzonaamplituda linii DLTS odpowiada podwojonej wartości koncentracji głębokiego centrum. Dlategoobliczona koncentracja defektu EL3 powinna być poprawiona i wynosi ona połowę podanejuprzednio koncentracji N t = 9×10 13 cm -3 (obliczonej przy załoŜeniu emisji jednoelektronowej)tzn. N t = 4.5×10 13 cm -3 .Wyniki pomiarów metodą DDLTS zaleŜności szybkości emisji elektronów od natęŜeniapola elektrycznego dla pułapki EL3 dla róŜnych temperatur, w próbkach GaAs o orientacjach(111)A, 111(B), (110) oraz (100), są przedstawione na rys. 4.5. Zaobserwowano, Ŝe dla trzechpierwszych orientacji próbek szybkości emisji rosną ekspotencjalnie z F dla natęŜenia polaelektrycznego poniŜej około 10 5 V/cm; rys. 4.5 (a, b, c). Taka zaleŜność szybkości emisji od51