Research of the Drift Mobility of Electrons in Arsenide India

Abstract

Однією з характеристик електричних властивостей матеріалу є рухливість носіїв заряду. Метою даної роботи є дослідження температурної залежності дрейфової рухливості електронів в арсеніді індію у слабкому полі. Для дослідження слабопольової дрейфової рухливості електронів проведено кількісну оцінку і аналіз швидкостей розсіювання імпульсу для різних видів домішкового і фононного механізмів розсіювання. Чисельне моделювання механізмів розсіювання виконано на основі дводолинної (ГL) моделі для слабкого електричного поля. Результати моделювання температурної залежності швидкостей розсіювання для розглянутих видів домішкового і фононного механізмів розсіювання показали: за низьких температур домінує домішкове розсіювання, для найнижчих температур на нейтральних атомах домішки з поступовим зростанням (при Т > 40К) розсіювання на іонізованих атомах домішки. Акустичне розсіювання проявляється починаючи з низьких температур, однак вносить непомітний внесок у величину сумарної швидкості розсіювання. При Т > 80 К зростає роль полярного оптичного розсіювання. У розглянутому діапазоні температур практично не проявляється міждолинне розсіювання. Представлені результати чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів в арсеніді індію для різних значень концентрації домішки. Отримано відповідність розрахованої температурної залежності дрейфової рухливості електронів ряду експериментальних значень, виміряних при 77 K і 300 K. Розбіжність з розрахунковим значенням при Т = 300 К пояснюється відмінністю вихідних параметрів моделювання. Для арсеніду індію запропоновано набір вихідних параметрів моделювання, які забезпечують відповідність експериментальним даним. Порівняння результатів чисельного моделювання температурної залежності рухливості електронів показує, що рухливість електронів в InAs перевищує відповідні величини для Si, Ge, GaAs. Порівняння розрахованих для арсеніду індію характеристик показало, що величини рухливості і дрейфової швидкості вищі, а значення критичного поля нижчі, ніж для арсеніду галію.

Research of Transport Properties of Electrons in Nitrides Indium and Gallium

“…Типовими механізмами зіткнень носіїв у напівпровідниках є домішкові і фононні види розсіювання. Аналітична модель, що описує швидкості зазначених механізмів розсіювання була запропонована в [11,12]. У даній роботі на основі цієї моделі проведено теоретичне дослідження механізмів розсіювання в InN і GaN для режиму слабкого електричного поля.…”

“…На основі результатів моделювання часів релаксації імпульсу для типових механізмів розсіювання носіїв заряду розрахована температурна залежність дрейфової рухливості електронів у режимі слабкого електричного поля [11,12] 1, 41 10 м/ с sat ν = ⋅ . З представлених даних видно, що результати моделювання поле-швидкісних характеристик електронів, які отримані методом релаксаційних рівнянь, знаходяться в задовільній відповідності до результатів, отриманих методом Монте-Карло.…”