Logo BSU

Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.bsu.by/handle/123456789/242163
Title: Миграция электронов по трехзарядным дефектам кристаллической матрицы
Other Titles: Migration of electrons via triple-charged defects of crystal matrix / N. A. Poklonski, A. N. Dzeraviaha, S. A. Vyrko, A. I. Kavaleu
Authors: Поклонский, Н. А.
Деревяго, А. Н.
Вырко, С. А.
Ковалев, А. И.
Keywords: ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика
Issue Date: 2020
Publisher: Минск : БГУ
Citation: Журнал Белорусского государственного университета. Физика = Journal of the Belarusian State University. Physics. - 2020. - № 1. - С. 41-53
Abstract: Изучение полупроводниковых материалов с точечными радиационными дефектами кристаллической структуры в трех зарядовых состояниях ( ) −1 , ( ) 0 , ( ) +1 важно для определения условий их стойкости при воздействии гамма-квантов, быстрых электронов и др. Такие дефекты в условиях ионизационного равновесия самодостаточны для обеспечения электрической нейтральности материала, что и обусловливает его радиационную стойкость. В кристаллах кремния и алмаза указанные дефекты при их накоплении стабилизируют уровень Ферми в окрестности одной трети ширины запрещенной зоны от потолка валентной зоны. В работе приводится аналитическое описание стационарного прыжкового переноса электронов в полупроводнике при учете совместной миграции по этим трехзарядным дефектам и одиночных электронов, и пар электронов. Рассматривается кристаллический полупроводник как матрица, содержащая в превалирующей концентрации неподвижные точечные дефекты одного сорта. Впервые в дрейфово-диффузионном приближении построена феноменологическая теория сосуществующей миграции как одиночных электронов (переходы из зарядового состояния ( ) −1 в состояние ( ) 0 и из состояния ( ) 0 в состояние ( ) +1 ), так и пар электронов (переходы из состояния ( ) −1 в состояние ( ) +1 ) посредством их прыжков между такими дефектами при наложении на полупроводник внешнего стационарного электрического поля. В линейном приближении получены аналитические выражения для длины экранирования статического электрического поля и длины прыжковой диффузии электронов, мигрирующих по дефектам. Показано, что дополнительный вклад прыжкового переноса пар электронов приводит к уменьшению длины экранирования, а также изменяет длину диффузии.
Abstract (in another language): The study of semiconductor materials with point radiation defects of the crystal structure in three charge states ( ) −1 , ( ) 0 , ( ) +1 is important for determining the conditions of their radiation resistance under the influence of gamma rays, fast electrons, etc. Such defects are self-sufficient to ensure electrical neutrality of the material under conditions of ionization equilibrium, that issue determines the radiation resistance of materials. In silicon and diamond crystals, such irradiation-induced defects during their accumulation stabilize the Fermi level in the vicinity of one third of the band gap from the top of the valence band. The purpose of the work is an analytical description of the stationary hopping electron transfer in a semiconductor, taking into account the joint migration of both the single electrons and the pairs of electrons over these triple-charged defects. A crystalline semiconductor is considered as a matrix containing immobile point defects of one sort in the prevailing concentration. For the first time in the drift-diffusion approximation, a phenomenological theory is constructed of coexisting migration of both the single electrons (transitions from the charge state ( ) −1 to state ( ) 0 and from the state ( ) 0 to state ( ) +1 ), and the electron pairs (transitions from the state ( ) −1 to state ( ) +1 ) by means of their hopping between such defects when an external stationary electric field is applied to the semiconductor. In the linear approximation, analytical expressions are obtained for the screening length of a static electric field and the length of the hopping diffusion of electrons migrating via such defects. It is shown that the additional contribution of the hopping transport of electron pairs leads to a decrease in the screening length and also changes the diffusion length.
URI: http://elib.bsu.by/handle/123456789/242163
ISSN: 2520-2243
DOI: 10.33581/2520-2243-2020-1-41-53
Appears in Collections:2020, №1

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
41-53.pdf955,92 kBAdobe PDFView/Open


PlumX

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.