Два канала рекомбинации неосновных носителей заряда в однородной полупроводниковой мишени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методами математического моделирования рассмотрен процесс нестационарной диффузии неравновесных неосновных носителей заряда, возникающий после прекращения воздействия электронного зонда на однородную полупроводниковую мишень. Для низкоэнергетического (до 10 кэВ) электронного зонда предложена математическая модель двумерной диффузии носителей заряда в однородном полупроводниковом материале с учетом динамики изменения температуры мишени после прекращения облучения. При расчетах зависимости плотности сгенерированных электронным зондом неравновесных неосновных носителей заряда от координат использована математическая модель потерь энергии первичными электронами, учитывающая раздельный вклад электронов, испытавших малоугловое рассеяние и поглощенных в мишени, и вклад обратно рассеянных электронов, испытавших небольшое количество рассеяний на большие углы и вышедших из мишени. Дифференциальное уравнение теплопроводности решено приближенно с использованием проекционного метода. Количественное описание зависимостей от температуры эффективного времени жизни и коэффициента диффузии сгенерированных носителей заряда проведено с учетом имеющихся результатов экспериментальных исследований с помощью электронного зондирования катодолюминесценции однородного монокристаллического нитрида галлия. Модельные расчеты проведены для диффузии экситонов в однородном монокристаллическом нитриде галлия при наличии двух независимых каналов рекомбинации неравновесных носителей заряда.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Серегина

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: evfs@yandex.ru
Россия, Калуга

М. А. Степович

Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского

Email: evfs@yandex.ru
Россия, Калуга

М. Н. Филиппов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: evfs@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Stepovich M.A., Turtin D.V., Seregina E.V., Polyakov A.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1203. P. 012095. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1203/1/012095
  2. Серегина Е.В., Степович М.А., Макаренков А.М. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 1. С. 93. https://www.doi.org/10.7868/S0207352818010158
  3. Серегина Е.В., Степович М.А., Филиппов М.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. № 3. C. 74. https://www.doi.org/10.31857/S1028096023030159
  4. Амрастанов А.Н., Серегина Е.В., Степович М.А., Филиппов М.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 8. С. 48. https://www.doi.org/10.1134/S0207352818080036.
  5. Амрастанов А.Н., Серегина Е.В., Степович М.А. // Известия РАН. Серия физическая. 2019. Т. 83. № 11. С. 1455. https://www.doi.org/10.1134/S0367676519110024
  6. Noltemeyer M., Bertram F., Hempel T., Bastek B., Polyakov A., Christen J., Brandt M., Lorenz M., Grundmann M. // J. Mater. Res. 2012. V. 27. № 17. P. 2225.
  7. Поляков А.Н., Noltemeyer M., Hempel T., Christen J., Степович М.А. // Прикладная физика. 2012. № 6. С. 41.
  8. Поляков А.Н., Noltemeyer M., Hempel T., Christen J., Степович М.А. // Прикладная физика. 2015. № 4. C. 11.
  9. Поляков А.Н., Noltemeyer M., Christen J., Степович М.А., Туртин Д.В. // Перспективные материалы. 2016. № 2. C. 74.
  10. Поляков А.Н., Noltemeyer M., Hempel T., Christen J., Степович М.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2012. № 11. С. 35.
  11. Polyakov A.N., Smirnova A.N., Stepovich M.A., Turtin D.V. // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2018. V. 39. № 2. P. 259.
  12. Turtin D.V., Stepovich M.A., Kalmanovich V.V., Seregina E.V. // J. Math. Sci. 2021. V. 255. № 6. P. 773. https://www.doi.org/10.1007/s10958-021-05414-2
  13. Серегина Е.В., Степович М.А., Макаренков А.М. // Итоги науки и техники. Сер. Соврем. мат. и ее прил. Тематический обзор. 2021. Т. 200. № 1(11). С. 105. https://www.doi.org/10.36535/0233-6723-2021-200-105-114
  14. Серегина Е.В., Степович М.А., Филиппов М.Н. // Итоги науки и техники. Сер. Соврем. мат. и ее прил. Тематический обзор. 2024. Т. 233. С. 89. https://www.doi.org/10.36535/2782-4438-2024-233-89-98
  15. Ханефт А.В., Долгачев В.А., Дугинов Е.В., Иванов Г.А. // Вестник КемГУ. 2013. Т. 3. № 3 (55). C. 31.
  16. Seregina E.V., Polyakov A.N., Stepovich M.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. P. 012032.
  17. Поляков А.Н., Noltemeyer M., Hempel T., Christen J., Степович М.А. // Известия РАН. Серия физическая. 2012. Т. 76. № 9. С. 1082.
  18. Properties of group III nitrides. / Ed. Edgar J. H. London: INSPEC. 1994. 302 p.
  19. Properties, processing and application of GaN and related semiconductors / Ed. Edgar J.H. London: INSPEC. 1999. 830 p.
  20. Novikov Yu.A., Rakov A.V., Filippov M.N. // Measurement Techniques. 2004. V. 47. № 5. P. 438. https://www.doi.org/10.1023/B:METE.0000038108. 67246.68

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость температуры монокристаллической GaN-мишени от времени в точке падения электронного зонда (при ).

Скачать (11KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Экспериментальная температурная [5] (а) и расчетная временная (б) зависимости времени жизни экситонов τ в образце монокристаллического GaN в модели с одним каналом рекомбинации экситонов.

Скачать (23KB)
Метаданные
4. Рис 3. Экспериментальная температурная [5] (а) и расчетная временная (б) зависимости коэффициента диффузии экситонов D в образце монокристаллического GaN в модели с одним каналом рекомбинации экситонов.

Скачать (25KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Концентрация экситонов c(r, t), рассчитанная с использованием модели (1), (2) для одного канала рекомбинации экситонов, в случае постоянных электрофизических параметров мишени (а) и , рассчитанная с использованием модели (5), (2) двухканальной рекомбинации экситонов, в случае переменного эффективного времени жизни экситонов (б) при τ1 = τ и τ2 = 10τ при τ = 236 пс и коэффициенте α = 0.1.

Скачать (38KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сечение поверхностей (1) и (2) плоскостью r = 0 при τ1 = τ и τ2 = 10τ при τ = 236 пс и коэффициенте α = 0.1.

Скачать (10KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сечение поверхности (1) при τ1 = τ и τ2 = 10τ, τ = 236 пс, коэффициенте α = 0.1 и поверхности , рассчитанной с использованием модели с переменными электрофизическими параметрами (9), (2), (2) плоскостью r = 0.

Скачать (9KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Сечение поверхности (1) при τ1 = τ и τ2 = 15τ, τ = 236 пс, коэффициенте α = 0.1 и поверхности , рассчитанной с использованием модели с переменными электрофизическими параметрами (9), (2), (2) плоскостью r = 0.

Скачать (10KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025