Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

wyznaczono częstotliwość przeskoku atomu tlenu od jednej pary atomów Si do pary sąsiedniej,która – ekstrapolowana do temperatury 230 K, w której mierzone były linie DLTS dla defektówEL3 w GaAs – wynosi ok.36 × 10 s -1 . Częstotliwość ta odpowiada stałej czasu procesuok. 0.15 ms. Jeśli proces o podobnej skali czasowej zachodziłby dla defektu EL3 w GaAs, to wpomiarach DLTS oba połoŜenia jonu tlenu byłyby nierozróŜnialne. Niemonotonicznezachowanie szybkości emisji od natęŜenia pola elektrycznego przedstawione na rys. 4.5 (d) oraz4.6 moŜna wówczas interpretować jako wynik reorientacji defektu EL3 polegającej nastabilizacji jonu tlenu w jednym z dwóch sąsiednich połoŜeń międzywęzłowych pokazanych narys. 4.3. Zewnętrzne pole elektryczne znosi równowaŜność tych dwóch połoŜeń, z których jednostaje się preferowane energetycznie. Takiej reorientacji podlegałoby 1/3 wszystkich defektówEL3.Zwykła analiza geometryczna nakazywałaby spodziewać się wystąpienia reorientacjidefektu EL3 równieŜ w polu elektrycznym przyłoŜonym w kierunkach 〈110〉 oraz 〈111〉 dlawartości natęŜenia pola, dla których jego składowa w kierunku 〈100〉 osiąga odpowiedniąwartość. Dla pola elektrycznego w kierunku 〈110〉 odpowiednie natęŜenie pola wynosi powyŜej52 .39 × 10 V/cm ( 1.69 105 × 2× ), tzn. F ½ > 490 [V/cm] ½ , co odpowiada krańcowi zakresupomiarowego z rys. 4.5 (c). Natomiast dla pola elektrycznego w kierunku 〈111〉 niezbędne doobserwacji reorientacji defektu natęŜenie pola wynosi× ), tzn.52 .93× 10 V/cm ( 1.69 105 × 3F ½ > 540 [V/cm] ½ , znacznie powyŜej uzyskanego w pomiarach zakresu zmian natęŜenia polaelektrycznego.Dla próbek o orientacjach (111)A, (111)B oraz (110) uzyskano dobre dopasowaniezaleŜności ln(e n ) w funkcji F 2 (przedstawione przerywanymi liniami prostymi na rys. 4.7), copokazuje, Ŝe emisja nośników zachodzi poprzez tunelowanie z udziałem fononów. Z nachyleniadopasowanych zaleŜności ln[ e n( F)]w funkcji F 2 otrzymano wartości natęŜenia polacharakterystycznego F c , zdefiniowanego równaniem (3.18), oraz czasy tunelowania τ2dlaróŜnych temperatur i trzech róŜnych kierunków wektora pola elektrycznego. Tak otrzymaneczasy tunelowania τ2, wykreślone na rys. 4.8, wykazują zaleŜność liniową w funkcjiodwrotności temperatury, zgodnie z wyraŜeniem (3.11) dla przedstawionego w rozdz. 3.2.2modelu tunelowania z udziałem fononów. Linie przerywane na rys. 4.8 stanowią dopasowaniedo wyników doświadczalnych wyraŜenia: τ = τ + α / 2kT, będącego przybliŜeniem równania2 1h(3.11), w którym α (≈ 1)stanowi parametr dopasowania. Stałe czasowe τ 1 , opisane zaleŜnością(3.13), związane są z okresem lokalnych drgań własnych defektu i charakteryzują silę54