Electric field dependent conductivity in amorphous semiconductors

Abstract

The field dependence of the conductivity is related to the basic properties of the electronic structure in amorphous semiconductors, i.e. charged intrinsic defects with negative effective correlation energy and localized states in the tails at the band edges. The general formalism of the model considers the Poole-Frenkel effect which causes an increased carrier density and the field dependence of the mobilit,y of carriers moving by hopping among the localized states in the tails at the band edges. Special cases are discussed leading to the various types of field dependence, that have been observed experimentally.Die Feldabhangigkeit der Leitfahigkeit wird auf grundlegende Eigenschaften der elektronischen Struktur in amorphen Halbleitern zuruckgefiihrt, namlich auf die Existenz von Eigendefekten mit negativer effektiver Korrelationsenergie und von lokalisierten Zustiinden in den Bandausliiufern. Die allgemeine Formulierung des Modells bezieht sich auf den Poole-Frenkel Effekt, durch welchen ein Ansteigen der Tragerdichte hervorgerufen wird und auf die Feldabhangigkeit der Beweglichkeit von Tragern, die sich durch Spriinge innerhalb der lokalisierten Zustande in den Bandansliiufern bewegen. Spezialfiille werden diskutiert, die zu den untenchiedlichen experimentell beobachtbaren Formen der Feldabhangigkeit der Leitfahigkeit fuhren.

Conductivity of Amorphous AxB1−x Semiconductors with Potential Fluctuations of the Mobility Edges

“…This effect has been observed for different chalogenic glasses [l], amorphous Si,N, [2], SiO,[3], GeSe [a], ZnSe [5], V,O, [6], Ta,O, [7]. The performed investigation is indicative of a broad energy distribution of localized states in the band gap of these compounds with typical depth E = 0.2 to 1.0 eV and concentration N , = lo1' to 1019 (3111-3. Most theoretical models (see [8] and references therein) describing the field dependence of the amorphous semiconductors are based on the Poole-Frenkel effect for Coulomb or screened Coulomb potential of the trap.…”