spektroskopia029

58

Rys. 26. Widmo współczynnika absorpcji w krzemie domieszkowanym borem [15]

wego k: |dk| = (a_D)~¹ jest przyczyną szybkiego zaniku absorpcji przy energiach fotonu większych od energii wiązania domieszki.

Warto zauważyć, że energie i promienie otrzymane w przybliżeniu wodoropodobnym nie zależą od rodzaju domieszki, a jedynie od parametrów materiału. W rzeczywistości, ze względu na odstępstwo potencjału U(t) od postaci kulombowskiej, szczególnie w obszarze rdzenia atomowego, obserwujemy różnice, zwłaszcza dla stanów o małej wartości n. Różnica w położeniu energetycznym dla danej domieszki w stosunku do modelu wodoropodobnego nosi nazwę przesunięcia chemicznego.

Kolejnym rodzajem przejść są te, które następują między poziomem defektu a przeciwległym pasmem (na rys. 25 oznaczone cyfrą 3).

Rys. 27. Schematyczny przebieg absorpq'i dla przejść pasmo walencyjne—donor (a) oraz akceptor — pasmo przewodnictwa (b). Przerywaną linią zaznaczono krawędź absorpq'i

międzypasmowej

a

b

100

T = 10 K

T= 10 K

/

0.220    0.230    0.210

•hto [eV]

50

JT¹ 20 E

- 10 b

5

2

1

0.5

0.220

1

hw [eV]

0.230

Rys. 28. Widmo absorpcji InSb odpowiadającej przejściom poziom akceptorowy-pasmo przewodnictwa (a); zależność absorpq'i związanej z defektami od stopnia i rodzaju zdomieszkowania (b). Krzywa 1 odpowiada koncentracji p = 3,37xl0¹⁵ cm^-3, 2 odpowiada próbce typu n o koncentracji akceptorów Nj = 1,79 xl0¹⁵ cm^-3, krzywa 3 odpowiada próbce typu n o koncentraq'i akceptorów <0,6xl0^łS cm^-3 [12]

Schematycznie zależności spektralne dla procesów absorpcji pasmo walencyjne—donor (3v) i akceptor—pasmo przewodnictwa przedstawiono na rys. 27.

Przykład absorpcji dla przejścia poziom akceptorowy—pasmo przewodnictwa dla InSb przedstawiono na rys. 28. Na rysunku 28 b przedstawiono również zależność współczynnika absorpcji od stopnia zdomieszkowania materiału. Również przejścia fotojonizacyjne zmieniają się wraz ze zmianą koncentracji. Ze wzrostem koncentracji rośnie wartość współczynnika absorpcji, a poniżej pewnej koncentracji zanika próg fotojonizacyjny i obserwujemy przebieg absorpcji analogiczny do procesu absorpcji na swobodnych nośnikach (rys. 29).

Przejścia związane z defektami silnie zależą od temperatury. Słabo zaznaczające się w temperaturze pokojowej przejścia po obniżeniu temperatury staia sie dobrze widoczne (rys. 30).