Фотостимулированные явления в твердых телах. Клюев В.Г. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

23
Энергия распада ДА-пар для кристаллов CdS:Li, содержащих Li
i
,
Е
а
= 0.27 эВ близка к энергии активации диффузии междоузельного Li
(Е
а
= 0.3 эВ), определенной из опытов по электродиффузии.
Процесс восстановления исходного состояния кристалла
(образования ДА-пар) происходит при прогреве в темноте. Аналогичная
ситуация имеет место и в «чистых» кристаллах CdS. Это означает, что или
силы взаимодействия между донором и акцептором полностью исчезают
при перезарядке и единственным остающимся барьером является барьер
для диффузии, или между донором и акцептором существует некоторое
короткодействующее взаимодействие, которое преодолевается путем РСП.
Разрушение ДА-пар при освещении проявляется также и в
изменении спектров индуцированной примесной фотопроводимости
(ИПФ) в кристаллах CdS:Cu. В этих спектрах, измеренных при 90 К после
охлаждения в темноте, присутствует полоса hν
max
= 0.3–0.33 эВ, которую
авторы связывают с возбуждением электрона с уровня донора атома Cu
i
,
входящего в состав ДА-пары, в зону проводимости. Если кристалл
предварительно освещать при Т = 270 К собственным светом, эта полоса
сдвигается в область более высоких энергий. Сдвиг объясняется
диффузионным удалением достаточно подвижного при 270 К атома Cu
i
посла перезарядки ДА-пары в результате освещения.
Еще одним примером процесса распада ДА-пар является реакция,
протекающая в кристаллах CdS:Ag:Cl и приводящая к возникновению в
них так называемой остаточной проводимости. Остаточная проводимость
обусловлена присутствием макроскопического (коллективного) барьера
для рекомбинации носителей тока, связанного с неоднородностью образца
наличием низкоомных и высокоомных областей. Такие неоднородности
возникают в кристаллах CdS:Ag:Cl после протекания ФХР и обусловлены
образованием пространственно разделенных областей, в которых
находятся преимущественно доноры (Cl) или акцепторы (Ag).
Их происхождение можно объяснить следующим образом. При
кратковременном (60 мин, Т = 900 К) отжиге кристаллов CdS в порошке
CdS:Ag:Cl, содержащем 10–15 вес. % AgCl, атомы Ag и Сl диффундируют
в кристалл, образуя области с повышенной концентрацией той или другой
примеси (например, вблизи дислокаций). В соответствии с принципом
компенсации заряда атомы Ag акцепторы входят в кристалл в
количестве, необходимом для компенсации проводимости, обусловленной
донорами Cl. Поэтому темновая проводимость легированных областей
практически не изменяется. В темноте между близко расположенными
ионизированными донором и акцептором действуют силы кулоновского
притяжения, препятствующие их раздельной диффузии.
При освещении акцептор захватывает дырку, силы Ag и Сl
кулоновского притяжения исчезают, и это делает возможной их
раздельную диффузию из-за значительной разницы в значениях
      Энергия распада ДА-пар для кристаллов CdS:Li, содержащих Lii,
Еа = 0.27 эВ близка к энергии активации диффузии междоузельного Li
(Еа = 0.3 эВ), определенной из опытов по электродиффузии.
      Процесс      восстановления    исходного    состояния  кристалла
(образования ДА-пар) происходит при прогреве в темноте. Аналогичная
ситуация имеет место и в «чистых» кристаллах CdS. Это означает, что или
силы взаимодействия между донором и акцептором полностью исчезают
при перезарядке и единственным остающимся барьером является барьер
для диффузии, или между донором и акцептором существует некоторое
короткодействующее взаимодействие, которое преодолевается путем РСП.
      Разрушение ДА-пар при освещении проявляется также и в
изменении спектров индуцированной примесной фотопроводимости
(ИПФ) в кристаллах CdS:Cu. В этих спектрах, измеренных при 90 К после
охлаждения в темноте, присутствует полоса hνmax = 0.3–0.33 эВ, которую
авторы связывают с возбуждением электрона с уровня донора – атома Cui,
входящего в состав ДА-пары, в зону проводимости. Если кристалл
предварительно освещать при Т = 270 К собственным светом, эта полоса
сдвигается в область более высоких энергий. Сдвиг объясняется
диффузионным удалением достаточно подвижного при 270 К атома Cui
посла перезарядки ДА-пары в результате освещения.
      Еще одним примером процесса распада ДА-пар является реакция,
протекающая в кристаллах CdS:Ag:Cl и приводящая к возникновению в
них так называемой остаточной проводимости. Остаточная проводимость
обусловлена присутствием макроскопического (коллективного) барьера
для рекомбинации носителей тока, связанного с неоднородностью образца –
наличием низкоомных и высокоомных областей. Такие неоднородности
возникают в кристаллах CdS:Ag:Cl после протекания ФХР и обусловлены
образованием пространственно разделенных областей, в которых
находятся преимущественно доноры (Cl) или акцепторы (Ag).
Их происхождение можно объяснить следующим образом. При
кратковременном (60 мин, Т = 900 К) отжиге кристаллов CdS в порошке
CdS:Ag:Cl, содержащем 10–15 вес. % AgCl, атомы Ag и Сl диффундируют
в кристалл, образуя области с повышенной концентрацией той или другой
примеси (например, вблизи дислокаций). В соответствии с принципом
компенсации заряда атомы Ag – акцепторы входят в кристалл в
количестве, необходимом для компенсации проводимости, обусловленной
донорами Cl. Поэтому темновая проводимость легированных областей
практически не изменяется. В темноте между близко расположенными
ионизированными донором и акцептором действуют силы кулоновского
притяжения, препятствующие их раздельной диффузии.
      При освещении акцептор захватывает дырку, силы Ag и Сl
кулоновского притяжения исчезают, и это делает возможной их
раздельную диффузию из-за значительной разницы в значениях
                                  23