Файл: Мотт, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 155

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

368

Глава 9

Температурный коэффициент изменения ширины запрещенной зоны Е можно следующим образом выразить через коэффициент изменения ширины зоны под действием давления (см. 7.6.1):

/ дЕ \ _

I дЕ_\

a v

I дЕ \

\ дТ )Р~\

дТ )v

К„

\ дР )т'

Грант п Иоффе [202] определили коэффициенты смещения края оптического поглощения под действием давления в кристалли­ ческом н аморфном As2 Se3 . Их данные для двух температур при-

 

 

 

 

 

Таблица

9.3

 

 

 

г, к

Энергия

дЕ/дР-

10-е

 

 

 

фотонов, эВ

эВбар-1

A s 2

S e 3

, кристалл

274

. 2,00

—14

 

 

 

 

80

2,10

- 1 0

 

A s 2

S e 3

, пленка

274

1,98

- 7 , 6

 

 

 

80

2,10

— 11,5

ведены в табл. 9.3. Значение ау для стекла As2 Se3 было определено Фелти и Майерсом [170]. При комнатной температуре он состав­

ляет 6 - Ю - 5

К - 1 . Сжимаемость Ks, по данным Коломийца и Распо-

повой [292],

в стекле As2 Se3 равна ~ 10~5 б а р - 1 . Таким образом,

в уравнении второй член справа (вклад, связанный с решеточным

взаимодействием) приблизительно

равен -{- 5• 10 — 5 э

В - К " 1 . Мы

хотим особо подчеркнуть, что этот член не может быть

ответствен­

ным за наблюдаемое значение коэффициента

(дЕ/дТ)р, который

равен — 7• 10_ * э В - К - 1 , поскольку

он имеет

противоположный

знак. Главным членом, определяющим температурный коэффи­ циент изменения оптической ширины запрещенной зоны, следо­ вательно, является коэффициент (дЕ1дТ)у. Коломиец и Распопова [292] на основании данных, полученных при исследовании влияния температуры и давления, пришли к аналогичному заклю­ чению, хотя и с несколько другими численными результатами. Большое значение (дЕ/дТ)у характерно не только для аморфной фазы, но, по-видимому, является свойствомцепочечно-спиральных и слоистых структур. Предложенное Моттом [371] объяснение этой особенности цепочечных и слоистых структур состоит в том,

что при

повышении

температуры расстояние

между цепями или

слоями

уменьшается,

т.

е.

повышение

температуры действует

в том

же

направлении,

что

и давление.

Это

объяснение можно

проверить при исследовании, например, дифракции рентгеновских лучей.

О спектральной зависимости фотопроводимости в слоях As2 Se3 , полученных испарением в вакууме, сообщали Шоу и др. [455], которые использовали образцы с планарным расположением элек-

Халъкогепидпые стекла

369

тродов, а также Фелти, Луковский и Майерс [169], применявшие образцы в виде сандвичей1 ). Последние авторы после пересчета фототока на один поглощенный фотон нашли, что максимум фотопроводимости лежит вблизи 1,82 эВ. Результаты детального

 

г,

°с

 

 

 

.

100

50

25

О

 

10' \

1

1

1

1

1

 

.0-5

I

1

1

1

 

1

1

1

1

 

 

 

£ 4

2,0

2,8

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

 

 

 

 

 

 

Ш3/Т,

 

п ч

 

 

 

 

Ф и г.

9.24. Температурная

зависимость

дрейфовой подвижности

дырок

 

в аморфном A s 2 S e 3

для

различных

 

электрических

полей [398].

• —

9,4-10* В -см-1 ;

А — 18,8.10» В -см-1 ; О —

 

2 8 , 2 - 1 0 4

В - см - 1 ; « — 5,5 - 10 4

В -см-1 .

исследования квантового выхода не опубликованы, но Фелти и Майерс (частное сообщение) обнаружили, что зависимость гене­ рации носителей заряда от длины волны и от электрического поля

такая

же,

как

в A s 2 S 3 и

Se.

 

 

г ) Первые результаты псследования фотопроводимости слоев стекло­

образного A s 2

S e 3 были опубликованы Коломийцем и Любиньш [919]. Позднее

исследование

фотоэлектрических

свойств слоев и массивных образцов

стек­

лообразного A s 2 S e 3

проводилось многими исследователями как в нашей

стра­

не, так

и за

рубежом. Обзор этих

работ опубликован в журнале P h y s i c a

Status

S o l i d i , 17,

11 (1973).— Прим.

перев.

 

2 4 - 0 1 1 4 2

370 Глава 9

Исследования дрейфовой подвижности в аморфном As2 Se3 были выполнены Оуэном н Робертсоиом [398], Коломнйцем и Лебедевым [285] и Табаком [488]. В отличие от хорошо разрешаемого перено­ са, например, в аморфном Se перенос дырок в аморфном As2 Se3 характеризуется статистическим размытием времен переноса, аналогичным тому, который наблюдается в As 2 S 3 , а также в Se при низких температурах (см. гл. 10). Если «эффективную» под­ вижность определять по минимальному времени переноса, то она

оказывается зависящей

от поля (фиг. 9.24). Дырочная подвиж­

ность,

«соответствующая нулевому полю», при комнатной темпе­

ратуре

равна ~ 5 . 1 0 - 7

с м 2 - В - 1 - с м - 1 и как функция температуры

Ф и г . 9.25. Температурная и частотная зависимости проводимости в аморф­

ном A s 2

S e 3 [258].

 

1 — проводимость, измеренная на постоянном токе;

2 — проводимость, измеренная на

частоте 5 - Ю 4 Гц; 3 — 3 - 105

Гц; 4 — 3 - 1 0 е

Гц; 5 — 1,4-107 Гц .

Пунктирные линии на правом графике получены при вычитании из полной проводимо ­ сти составляющей, измеренной на постоянном токе .

изменяется экспоненциально с энергией активации, примерно равной 0,5 эВ. Способ интерпретации не ясен. При условии хоро­ шо разрешаемого переноса энергию активации, связанную с дрей­ фовой подвижностью, можно рассматривать как интервал энер­ гий, занятый локализованными состояниями, у края разрешенной зоны (7.4.3). Однако в случае интервала порядка 0,5 эВ проводи­

мость при комнатной температуре должна быть

перескоковой,

что трудно

согласовать с наблюдаемым значением С, равным

~ 1 0 3 - 1 0 4

Ом-*.см"1 (фиг. 7.9).

 

Проводимость на переменном токе аморфного As2 Se3 как

функция частоты и температуры была исследована

Оуэном и Ро­

бертсоиом [398], а также Ивкиным и Коломийцем [258]. Результа­ ты последних авторов показаны на фиг. 9.25 (см. также фиг. 7.18).

Халькогенидные стекла

371

Хотя температурная зависимость не точно совпадает с той, кото­ рую следует ожидать в случае перескоковой проводимости по состояниям, лежащим вблизи Ер [уравнение (7.15)], но совершен­ но очевидно, что она и не столь велика, чтобы предполагать, будто проводимость осуществляется за счет перескоков по локали­ зованным состояниям, расположенным вблизи края зоны. Как

Ш\

1

 

 

SB

10

20

30

 

ЬО

50

60

70

 

 

 

 

 

Содержание

As,

am.

%

 

 

Ф и г.

9.26.

Температура

размягчения

и

фазовая диаграмма

в системе

 

 

 

 

S e — A s

[384].

 

 

 

 

показывают оценки, сделанные на основе

этих

данных,

значение

N {Ер)

в

As2 Se3

равно

~

(2

3) - 10 1 8 см 8 . эВ~ 1 .

 

Изменение температуры размягчения в системе As — Se и фа­ зовая диаграмма были исследованы Майерсом и Фелти (фиг. 9.26). Эти авторы высказывают предположение, что вначале добавление As в Se приводит к разрыву селеновых цепей, затем, при более высоких концентрациях As, появляются структурные единицы типа AsSe3 / 2 , которые при концентрации мышьяка 40—45% и при подходящих условиях объединяются в гомогенную случай­ ную сетку. При содержании As в Se порядка 55 % стекла можно получать закалкой расплава.

24*

Смотрите также файлы