Search:

Температурно-електрична нестійкість (ТЕН) у напівпровідникових монокристалах

У складних напівпровідникових монокристалах селеніду цинку, сульфіду кадмію, селеніду кадмію та ін. в умовах ТЕН експериментально зафіксовані коливання струму [9, 10]. В області азотних температур в монокристалах селеніду кадмію отримано залежності періоду коливань від освітленості зразка, прикладеної напруги, температури зразка, а також температурні залежності амплітуди коливань. Коливання існують тільки в певній області температур і освітленостей. Їх причиною є виникнення осцилюючої в часі, але нерухомої області сильного електричного поля й підвищеної температури. Підвищення температури, звичайно, в середній частині кристала, в результаті джоулевого нагріву обумовлює ефект температурного гасіння фотопровідності. Якщо інтенсивність цього процесу достатньо велика, то у зразка виникає область сильного електричного поля. Тоді ВАХ такого зразка має ділянку з ВДП. У згаданій області електричне поле і температура періодично змінюються, викликаючи в колі коливання струму. Сама ж нестійкість обумовлена виникненням нерівноважного розподілу електронів внаслідок оптичної перезарядки рівнів із наступним спонтанним переходом у стан рівноваги.

Проте і в моноатомних напівпровідниках з глибокими рівнями також спостерігаються низькочастотні коливання струму в умовах ТЕН [11-13]. У сильно компенсованих зразках (р-Sі з домішками марганцю) динаміка ТЕН стає значно складнішою [14] аж до переходу до динамічного хаосу і автоколивної бістабільності. Перехід від регулярних автоколивань фотоструму до хаотичних здійснюється через ланцюжок біфуркацій подвоєння періоду коливань. Автоколивання струму, крім того, проявляють властивість гістерезису.

У сильнокомпенсованому напівпровідникові в умовах електронно-діркової плазми можливе збудження електричної нестійкості типу рекомбінаційних хвиль [15]. При сильних рівнях інжекції виникає суттєво відмінна від типу рекомбінаційних хвиль градієнтно-концентраційна нестійкість. Режим нестійкості типу рекомбінаційних хвиль є нічим іншим, як режимом хвиль просторової перезарядки глибоких рівнів [16], яка може бути обумовлена дією температури, освітлення чи електричного поля.

Від’ємний опір зразка сам по собі ще недостатній чинник для появи коливань. Однак коливання потрібних частот можуть виникати, якщо в кристалі є два різні типи центрів захоплення [17].

Завдяки огляду вищенаведених літературних даних, можна твердити, що необхідною умовою виникнення температурно-електричної нестійкості в напівпровідниках є наявність у їхній забороненій зоні глибоких енергетичних рівнів. Йонізація цих рівнів різними способами (освітленням, електричним полем, температурними змінами або комбінованим чином) дає можливість отримати S-подібну ВАХ напівпровідника і низькочастотні коливання струму як у низькопровідному, так і високопровідному станах. Тому, очевидно, будь-який зовнішній вплив на зміну положення енергетичного рівня в забороненій зоні повинен суттєвим чином відбитися на характері поведінки ВАХ. Hас цікавив вплив одновісних пружних деформацій (ОПД) на ВАХ монокристалів антимоніду кадмію.

Використані монокристали антимоніду кадмію з домішкою телуру, яка в забороненій зоні дає рівень Ес - 0,12 еВ, досліджувались у трьох кріогенних середовищах (рідкий азот Т=77К, рідкий аргон Т=87К і рідкий кисень Т=90К) в умовах впливу освітлення і ОПД. На рис. 1 подано статичні ВАХ монокристалів СdSb з різним вмістом легуючої домішки телуру. Як видно, збільшення концентрації легуючої домішки обумовлює ріст напруги перемикання. Навпаки, підвищення температури середовища від Т=77 К до Т=90К різко зменшує напругу перемикання (рис.2).

Перейти на сторінку номер:
 1  2  3 


Подібні реферати:

Лазер

Вступ Перші лазери з'явилися наприкінці 1950-х - початку 1960-х років, однак уже сьогодні можна назвати більш 350 різних їхніх застосувань майже у всіх сферах діяльності людини. Серед них найбільш поширена лазерна обробка матеріалів. Лазерна технологія виявилася досить динамічною і самостійною областю сучасного Машино- і приладобудування, що по обсязі капіталу виходить на бататоміліардні обороти. Найбільше ефективно технологічне застосування лазерного випромінювання в мікро обробці, розкрої і різанні матеріалів, з ...

Іван Пулюй – перший український фізик світового рівня

Серед українських вчених, що сягнули вершин європейської і світової науки, одне з почесних місць належить Іванові Пулюєві. Своєю науковою і технічною діяльністю він заслужив широке міжнародне визнання. Але до недавнього часу залишався майже невідомим в Україні, на рідній Батьківщині, для кращого майбутнього якої невтомно працював поза її межами впродовж усього життя. Сьогодні великий син України вже повернувся до нас. У 1995 р. на державному рівні відзначено 150-річний ювілей Івана Пулюя. В 1996 р. видано книгу “Іван ...