Книги по разным темам
Pages: | 1 | 2 | значению (Co/Fe) exp[(EFe - ECo)/kT ] =0.53(3).
Таким образом, при достаточно близких величинах EFe и ECo, варьируя концентрации кобальта NCo и теллура NTe, можно добиться P 1. Тонкая структура эмиссилагая Co/Fe 1 (поскольку эта величина не может онных мессбауэровских спектров для последнего случая сильно отличаться от единицы), получим EFe = будет зависеть от соотношения между временем жизни = ECo - 0.016(3) эВ. Эта величина находится в согласии 57m мессбауэровского уровня Fe (0 10-7 с) и временем с данными [7].
электронного обмена между [57mFe]0 и [57mFe]-.
Таким образом, обнаружен быстрый ( 0) элек1. Если 0, то в мессбауэровском спектре будет тронный обмен между нейтральными и ионизованными наблюдаться одна линия, с изомерным сдвигом акцепторными центрами железа, находящимися в объем =(i + Pn)/(P + 1), (4) ной части частично компенсированного GaAs. Этот обмен реализуется путем захвата центром [57mFe]- дырки отвечающая ДусредненномуУ состоянию железа, вознис последующим ее забросом в валентную зону. Для такокающему за счет быстрого электронного обмена между го процесса время жизни ионизованного центра [57mFe][57mFe]0 и [57mFe]-.
i определяется скоростью захвата этим центром дырки:
2. Если 0, то при условии электрической активности материнских атомов кобальта в мессбауэровском i = 1/pV, (5) спектре будет наблюдаться одна линия, отвечающая нейтральным центрам [57mFe]0, тогда как при условии где p Ч концентрация дырок, V Ч их тепловая скорость, электрической неактивности кобальта в мессбауэров- Ч сечение захвата дырки центром [Fe]-.
ском спектре будут наблюдаться две линии, отвечающие Согласно холловским измерениям, для исследованнейтральным [57mFe]0 и ионизованным [57mFe]- центрам ных образцов p = 1015 см-3, V = 107 см / с, и, испольжелеза. зуя = 10-13 см2 (нижний предел для сечения захвата Очевидно, что спектры V, VI и VII демонстрируют дырки кулоновским центром), получим n = i = 10-9 с картину быстрого электронного обмена между нейтраль- (здесь n Ч время жизни центра [57mFe]0), т. е. за ными и ионизованными центрами железа в объемной время 0 происходит более 102 актов перезарядки ценчасти материала, возникающую при нахождении уровня тров железа и в мессбауэровском спектре наблюдается Ферми вблизи энергетического уровня железа EFe. ДусредненноеУ состояние примесных центров железа.
Образцы III, IV и V отвечают условию P 1: Можно попытаться уменьшить частоту электроннопоскольку концентрация теллура во всех образцах го обмена путем понижения температуры измерения была 5 1016 см-3, величина G в них изменялась от 2 спектров. Однако при 78 K спектры образцов V, VI до 0, а уровень Ферми перемещался от середины и VII отвечают центрам [57mFe]- (см. рис. 2). Это запрещенной зоны (при G = 0) до положения на свидетельствует о температурном сдвиге уровня Фернесколько kT ниже ECo (при G = 2). На рис. 3 показана ми, а не о замедлении процесса электронного обмена расчетная зависимость P от G, и она соответствует (в последнем случае в эмиссионном мессбауэровском значению (Co/Fe) exp[(EFe - ECo)/kT] =0.53(3). По- спектре наблюдалось бы только состояние [57mFe]0).
Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. Мессбауэровское исследование примесных атомов железа в арсениде галлия 4. Заключение Методом эмиссионной мессбауэровской спектроскопии на изотопе Co(57mFe) показано, что локальная структура примесных центров железа различна для приповерхностной и объемной областей кристалла. В приповерхностной области, где концентрация примесных атомов составляет 1018 см-3, они входят в состав ассоциатов с вакансиями решетки, тогда как в объемной области, где концентрация примесных атомов не превышает 5 1016 см-3 Ч в виде изолированной примеси замещения. Продемонстрирована зависимость зарядового состояния примесных атомов железа в GaAs от положения уровня Ферми в запрещенной зоне. Идентифицированы нейтральные и ионизованные акцепторные состояния примесных атомов как в приповерхностной, так и в объемной областях материала: в дырочных материалах железо стабилизируется с электронной конфигурацией 3d5, а в электронных Ч с электронной конфигурацией 3d6. Для частично компенсированных Рис. 4. Эмиссионный мессбауэровский спектр при 295 K 57 образцов GaAs в объемной области материала в облапримесных атомов Co(57Fe) в приповерхностной части обсти температур 78-295 K обнаружен процесс быстрого разца VIII Ч GaAs n-типа (n = 3 1017 см-3). Показаны полоэлектронного обмена между нейтральными и ионизованжения квадрупольных дублетов, отвечающих спектрам типа I ными акцепторными центрами железа, осуществляемый и II для образцов I и II.
дырками через валентную зону.
Список литературы Мы попытались обнаружить процесс электронного обмена между нейтральными и ионизованными цен[1] Н.М. Колчанова, Д.Н. Наследов, Г.Н. Талалакин. ФТП, 4, трами железа в приповерхностной области частично 134 (1970).
компенсированного GaAs (образец VIII). Однако, как [2] Г.Б. Ильменков, И.Ф. Миронов, Д.Н. Наследов, Ю.С. Смевидно из рис. 4, мессбауэровский спектр такого образтанникова, Б.А. Шустров, В.К. Ярмаркин. ФТТ, 13, ца при 295 (спектр VIII, рис. 4) представляет собой (1971).
наложение спектров типа I (он соответствует ионам [3] В.К. Исаев-Иванов, В.Ф. Мастеров, Д.Н. Наследов, 57m Fe3+, входящим в состав ассоциатов примесных атоВ.К. Ярмаркин. ФТТ, 16, 2068 (1974).
57m мов с вакансиями) и II (он соответствует ионам Fe2+, [4] В.Ф. Мастеров, Ф.С. Насрединов, С.А. Немов, П.П. Серевходящим в состав ассоциатов с вакансиями).
гин. ФТП, 30, 840 (1996).
Для объяснения особенностей спектра VIII следует [5] В.Ф. Мастеров, Ф.С. Насрединов, С.А. Немов, П.П. Сереиметь в виду, что электронный захват в Co сопро- гин. ФТП, 30, 884 (1996).
[6] А.И. Блашку. Автореф. канд. дис. (Кишинев, Политехн.
вождается испусканием оже-электронов и атом железа 57m ин-т, 1973).
оказывается многократно ионизованным Fen+ (n 7).
[7] В.И. Фистуль, А.М. Агеев. ФТТ, 7, 3681 (1965).
Такой ион является эффективным центром захвата оже[8] M. de Wit, T.L. Estle. Phys. Rev., 132, 195 (1963).
электронов (максимальная энергия оже-электронов не [9] K.T. Duff. Phys. Rev., 9, 66 (1974).
превышает 100 эВ, что соответствует средней длине 57m пробега 0 20 ), причем нейтрализация иона Fen+ [10] J. Blomquist. J. Chem. Phys., 55, 141 (1971).
Редактор Т.А. Полянская до устойчивых валентных состояний происходит за время 10-12 с. Однако форма стабилизации дочернего 57m A Mossbauer study of Fe-impurities атома (57mFe2+ или Fe3+) зависит как от природы in gallium arsenide электрической активности центра железа, так и от концентрации в решетке центров захвата электронов.
P.P. Seregin, T.R. Stepanova, Yu.V. Kozhanova, Учитывая, что в спектре VIII присутствуют оба состоV.P. Volkov яния железа, следует сделать вывод, что этот спектр St. Petersburg State Polytechnical University, демонстрирует неравновесную ситуацию ( 0), воз57m никающую в процессе нейтрализации состояний Fen+ 195251 St. Petersburg, Russia 57m в решетке GaAs, а доля Fe3+ в спектре VIII соот
Abstract
Using Mossbauer emission spectroscopy it has been ветствует доле атомов Co3+, имеющих в ближайшем shown on Co(57mFe) isotope that there is a charge state окружении (на расстоянии 0) центры захвата электроdependence of Fe-impurity atoms GaAs on the Fermy level нов (тогда как атомы Co2+ на расстоянии 0 центров position in the band gap.
захвата электронов не имеют).
Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып.
Pages: | 1 | 2 |
Книги по разным темам