Задача 6. Розрахувати відношення власної питомої провідності до мінімальної при Т=300 К для анемоніду індію, що має наступні параметри:

ni=21022 м-3; n=7,8 м2/(Вс), p=0,075 м2/(Вс).



Напівпровідникові сполуки InSb та InAs за особливостями зміни електрофізичних параметрів під дією високоенергетичної радіації (електронному, протонному, нейтронному опроміненні) займають особливе місце серед напівпровідників групи III-V. Так, в InAs рівень Фермі під дією опромінення високоенергетичними частинками зміщується в область дозволених енергій зони провідності та закріплюється поблизу положення EV + 0,5 еВ на відміну від більшості матеріалів групи III-V, для яких характерним є зміщення рівня Фермі в результаті опромінення в глибину забороненої зони. Протягом довгого часу таку особливість InAs пов’язували з утворенням в гратці даного напівпровідника водневоподібних радіаційних дефектів переважно донорного типу. І лише дослідження сильнолегованого n+-InAs (n+ 21019 см-3) показали, що в даному матеріалі під дією опромінення вводяться також дефекти акцепторного типу. Таким чином, при опроміненні InAs, як і інших напівпровідників групи III-V, в гратку матеріалу вводяться радіаційні дефекти як донорного, так і акцепторного типів, а ефективність їх впливу на властивості даного напівпровідника залежить від рівня легування та типу провідності вихідного матеріалу. Щодо InSb, то, не дивлячись на значний об'єм експериментальних даних, інформація про природу радіаційних дефектів та їх вплив на зміну електрофізичних параметрів даного матеріалу є протирічливою, що обумовлено низкою причин. По-перше, це висока густина власних носіїв (електронів) в InSb при Т = 300 К ni 21016 см-3, що обумовлює необхідність дослідження радіаційних дефектів в даному напівпровіднику при низьких температурах. По-друге, малі значення ширини забороненої зони Eg 0,24 еВ при низьких температурах і, відповідно, ефективної маси вільних електронів mn 0,014mo призводять до "легкості" формування хвостів густини станів в забороненій зоні InSb та появи стрибкової провідності в зразках, компенсованих при опроміненні. Це ускладнює дослідження радіаційних дефектів в легованому матеріалі і тому частіше досліджується "чистий" або слаболегований InSb, для якого потрібні малі дози опромінення. Більшість попередніх досліджень слаболегованого n-InSb вказують на те, що результати дії високоенергетичної радіації на параметри InSb у великій мірі залежать від температури опромінення матеріалу. Так, опромінення електронами з E < 8 МеВ при температурі Топр = 300 К призводить до утворення зразків InSb n-типу провідності з концентрацією Вплив електронного опромінення на мікрокристали вільних носіїв заряду n 1014 см-3; опромінення при низьких температурах (Tопр < 80 K) електронами з енергією ~ 1 МеВ призводить до n-p конверсії типу провідності слаболегованого n-InSb. Із збільшенням температури опромінення зразка зростає доля дефектів, енергетичні рівні яких розташовані у верхній половині забороненої зони. Імовірно, що саме з цим пов’язаний зсув „граничного” рівня Фермі в InSb у напрямку зони провідності із зростанням температури опромінення (для температур опромінення поблизу 80, 200 та 300 К оцінені положення рівня Фермі складали приблизно EV+ 0,03 еВ; EV+ 0,08 еВ; ЕС- 0,03 еВ відповідно).



ni=21022 м-3

n=7,8 м2/(Вс)

p=0,075 м2/(Вс)

і/min = ?



Розв’язання



,

де – питома провідність, n – концентрація електронів, p – концентрація дирок, ni – концентрація власних носіїв заряду, n – рухливість електронів, p – рухливість дирок.



,

де і – власна питома провідність.

,

min – мінімальна питома провідність.



КРМЗ.РК7231.ПЗ



26



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.



КРМЗ.РК7231.ПЗ



28



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.



КРМЗ.РК7231.ПЗ



27



Арк.



Дата



Підпис



№ докум.



Арк.



Змн.