Critical Conditions for Transitions between Stationary and Non‐Stationary High‐Field Domains in Semi‐Insulators

Abstract

An analysis of a fluctuation in the neighborhood of singular points of the Poisson and transport equations for a semi-insulator with negative differential conductivity due to field enhanced recombination yields a criterion for the transitions between stationary and non-stationary high-field domains. Critical voltages (domain lengths) and current oscillation frequencies are given for different saturation currents and agree well with experimental results reported for field-quenched CdS. It has been shown that, with increasing applied voltage, alternating regimes of stationary and nonktationary solutions exist for the model discussed, in agreement with recently reported experimental indications.Die Analyse einer Fluktuation in der Niihe der singuliren Punkte der Poisson-und Transportgleichung fur einen Halbleiter mit negativer differentieller Leitfiihigkeit, die auf feldangeregte Rekombination zuruckzufiihren ist, ergibt ein Kriterium fiir die ubergiinge zwischen stationiiren und nicht-stationiiren Hochfelddomiinen. Fur bestimmte Siittigungsstrome egeben sich bestimmte kritische Spannungen (Domiinenllingen) und Frequenzen der Stromoszillationen, die gut mit den an CdS-Kristallen mit Feldtilgung enielten experimentellen Ergebnissen iibereinstimmen. Es kann gezeigt werden, daD fiir das diskutierte Model1 bei Erhohung der angelegten Spannung abwechselnd Gebiete mit stationiiren und nicht stationiiren Losungen auftreten, in tfbereinstimmung mit Experimenten, fiber die kurzlich berichtet wurde.