Terahertz photoconductivity of double acceptors in narrow gap HgCdTe epitaxial films grown by molecular beam epitaxy on GaAs(013) and Si(013) substrates

Abstract

The energy spectra of the mercury vacancy, the most common acceptor in HgCdTe material, is studied via numerical calculations and low temperature photoconductivity (PC) measurements of 'vacancy-doped' HgCdTe films with low cadmium content. Since the Hg vacancy is known to be a double acceptor, the model for the helium atom was adopted for degerate valence band of zinc blende semiconductors to classify the observed PC bands. This approach provides a fairly good description of the photoionization of both neutral and singly-ionized vacancy when the central cell potential is taken into account.

Эволюция примесной фотопроводимости в эпитаксиальных пленках CdHgTe при изменении температуры

“…Для оценки температурной зависимости интенсивности спектральных линий, связываемых с вакансиями ртути, было рассчитано число акцепторных центров, участвующих в формировании сигнала фотопроводимости (A 0 -и A −1 -центров) (см. [5,6]). Для этого решалось уравнение электронейтральности:…”

“…Положения пиков в образцах A и B с хорошей точностью совпадают, однако интенсивности их отличаются: в общем случае в образце A особенности 1 и 2 преобладают над особенностями 3, 4 и 5, а в образце B наоборот. Вслед за авторами работы [5] мы придерживаемся следующей интерпретации данных особенностей. Пики 1 и 2 связаны с вакансией ртутидвухзарядным акцептором.…”

“…Интерпретация особенности 3, которая представляет собой широкую спектральную полосу с максимумом на 30.2 мэВ, пока не однозначна. Предполагается, что она связана либо с какой-то другой примесью, либо с замещением вакансии ртути кислородом [5]. В данной работе мы не будем обсуждать ее эволюцию с температурой.…”

“…Настоящая работа является продолжением серии исследований терагерцовой фотопроводимости (ФП) и фотолюминесценции (ФЛ) в объемных КРТ структурах. В работе [5] были исследованы спектры ФП при гелиевой температуре в эпитаксиальных пленках КРТ p-типа, с различной долей кадмия (x = 0.19−0.30) в твердом растворе. Во всех структурах в спектрах ФП были обнаружены субщелевые особенности, энергия которых практически не зависела от состава твердого раствора.…”

XXII Международный симпозиум Нанофизика и наноэлектроника", Нижний Новгород, 12-15 марта 2018 г. Расчет состояний многозарядных примесно-дефектных центров в эпитаксиальных слоях Hg-=SUB=-1-x-=/SUB=-Cd-=SUB=-x-=/SUB=-Te

“…Так, в ранних работах в слоях КРТ были обнаружены состояния вблизи края валентной зоны (акцепторные центры) [1]. Как показали наши недавние исследования [2], такие мелкие акцепторные центры с энергией ионизации 10−20 мэВ являются вакансиями ртути. Также в ряде работ [3][4][5] представлены результаты по наблюдению в спектрах фотолюминесценции и модуляционной спектроскопии переходов между глубокими примесно-дефектными центрами и мелкими акцепторными уровнями вблизи потолка валентной зоны.…”