Миграция электронов по трехзарядным дефектам кристаллической матрицы - Николай Александрович Поклонский; Александр Николаевич Деревяго; Сергей Александрович Вырко; Александр Игоревич Ковалев (Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2020)
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 полу проводник 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.