ОСОБЛИВОСТІ МІЖДОЛИННОГО РОЗСІЯННЯ В n-Si В ТЕМПЕРАТУРНОМУ ІНТЕРВАЛІ 78-300 К

Розсіяння носіїв заряду в n-Si характеризується рядом особливостей, що пов’язано, в першу чергу, з суттєвою роллю міждолинного розсіяння. Міждолинне розсіяння в n-Si зумовлено переходами, котрі супроводжуються випромінюванням або поглинанням електроном фонона з високим значенням імпульсу, тобто фонона, з достатньо високою енергією, який може бути або акустичним, або оптичним. Тому міждолинне розсіяння може бути суттєвим лише при досить високих температурах [1].

З метою вияснення ролі f- і g-переходів у міждолинному розсіянні, досліджено ефект поздовжнього п’єзоопору, пов'язаний з міжмінімумним переселенням носіїв заряду при одновісній пружній деформації n-Si для випадку X||J||[100]. Результати дослідження п’єзоопору на кристалах n-Si, для яких в області температур 78-300К виконувались умови переважно фононного розсіяння () зображено на рис. 1.




Така поведінка залежностей $\frac{\rho_{\infty}}{\rho_0} =f(T)$пояснюється різним внеском міждолинного розсіяння f-типу в чисельник ($\rho_{\infty}$) та знаменник ($\rho_0$) відношення $\frac{\rho_{\infty}}{\rho_0}$, а саме: при $X > 12000 \frac{кГ}{{см}^3}$, у чисельнику внесок міждолинного розсіяння виявляється повністю виключеним у досліджуваному температурному інтервалі внаслідок повного переселення електронів у мінімуми, які опускаються при одновісній деформації у напрямку [100], тоді як внесок міждолинного розсіяння в $\rho_0$зі збільшенням температури тільки зростає.

Крім того, наявність міждолинного розсіяння призводить до зменшення значень Х, при яких спостерігається вихід на насичення залежностей $\frac{\rho_X}{\rho_0} = f(X)$ з ростом температури, а залежності $Lg(C\cdot 10^4) = f(X)$, якими користуються для визначення константи деформаційного потенціалу $\Xi_u$ стають нелінійними при даних температурах [2]. Виникають труднощі також при визначенні параметру анізотропії К в області $T > 100K$ на основі вимірювання лише значень поздовжнього п’єзоопору ($\rho_{//}$). Враховуючи вищезазначене, є підстави вважати, що міждолинне розсіяння в n-Si суттєво впливає на больцманівський перерозподіл носіїв між долинами, що опускаються та піднімаються при одновісній пружній деформації.

Тому для визначення параметрів анізотропії $K$ і $K_{\tau}$ в широкій області температур, крім значень поздовжнього п’єзоопору $\rho_{\infty}^{//}$, необхідні вимірювання й поперечного п’єзоопору $\rho_{\infty}^{\bot}$, в області насичення. Відповідні дослідження показали, що при умові переважаючого акустичного розсіяння при температурі 78 К зміна даних пераметрів, визначених обома методами, несуттєва, і не виходить за межі точності експерименту, що узгоджується з висновками теорії анізотропного розсіювання.

1. Баранский П.І., Федосов А.В., Гайдар Г.П. Фізичні властивості кристалів кремнію та германію в полях ефективного зовнішнього впливу. - Луцьк. “Надстир’я”, 2000.- 280 c.

2. Баранский П.И., Буда И.С., Даховский И.В., Коломоец В.В. Электрические и гальваномагнитные явления в анизотропных полупроводниках. – К.: Наукова думка, 1977. – 269с.