Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 49 стр.

UptoLike

Составители: 

48
этом порог подвижности пересечет уровень Ферми. Такой
переход называют андерсоновской локализацией.
4.4. Прыжковая проводимость
При малой концентрации доноров значение
t убывает
экспоненциально с ростом расстояния между донорами, в то же
время как разброс уровней
ε
, обусловленный кулоновским
взаимодействием с заряженными дефектами, спадает степенным
образом. Поэтому все состояния на донорах будут
локализованными. При приложении электрического поля перенос
заряда по донорам возможен за счет процессов, при которых НЗ с
энергией, лежащей вблизи уровня Ферми
µ, перескакивает на
свободный донорный уровень.
Однако уровень энергии ближайшего свободного донора,
как правило, лежит выше на шкале энергий, чем исходный
уровень, причем разность энергий может существенно
превосходить характерную тепловую энергию.
В этом случае вероятность перехода на такой донор мала.
Свободный донор с близким значением энергии (разность
энергий порядка
Т) может находиться достаточно далеко.
Вероятность перехода НЗ на него мала в силу малости
туннельного матричного элемента
t. Оптимальным выходом
является переход на не очень далекий донор, энергетический
уровень которого лежит выше исходного и разность энергий
превосходит
Т, но не так сильно, как в случае ближайшего
донора.
Другими словами, максимальна вероятность перехода на
донор, для которого величина
]/)exp[(
2
Tt
fi
εε
максимальна
(
f
ε
и
i
ε
- конечная и начальная энергии НЗ). В результате таких
оптимальных прыжков будет наблюдаться следующая
нетривиальная температурная зависимость
электросопротивления:
]/exp[
4/1
0
TA=
σσ
, (4.10)
                                48

этом порог подвижности пересечет уровень Ферми. Такой
переход называют андерсоновской локализацией.

     4.4. Прыжковая проводимость

       При малой концентрации доноров значение t убывает
экспоненциально с ростом расстояния между донорами, в то же
время как разброс уровней ∆ε , обусловленный кулоновским
взаимодействием с заряженными дефектами, спадает степенным
образом. Поэтому все состояния на донорах будут
локализованными. При приложении электрического поля перенос
заряда по донорам возможен за счет процессов, при которых НЗ с
энергией, лежащей вблизи уровня Ферми µ, перескакивает на
свободный донорный уровень.
       Однако уровень энергии ближайшего свободного донора,
как правило, лежит выше на шкале энергий, чем исходный
уровень, причем разность энергий может существенно
превосходить характерную тепловую энергию.
       В этом случае вероятность перехода на такой донор мала.
Свободный донор с близким значением энергии (разность
энергий порядка Т) может находиться достаточно далеко.
Вероятность перехода НЗ на него мала в силу малости
туннельного матричного элемента t. Оптимальным выходом
является переход на не очень далекий донор, энергетический
уровень которого лежит выше исходного и разность энергий
превосходит Т, но не так сильно, как в случае ближайшего
донора.
       Другими словами, максимальна вероятность перехода на
                                     2
донор, для которого величина t exp[(ε i − ε f ) / T ] максимальна
( ε f и ε i - конечная и начальная энергии НЗ). В результате таких
оптимальных        прыжков      будет       наблюдаться  следующая
нетривиальная                температурная              зависимость
электросопротивления:
                         σ = σ 0 exp[ − A / T 1 / 4 ] ,       (4.10)