.44-2.8 Г— 10 -4 T) еВ
Ефективна маса електрона m e * = 0.026 m 0
Ефективна маса важкої дірки m p * = 0.41 m 0
Ефективна маса легкої дірки m i * = 0.025 m 0
Ефективна маса дірки в зоні
спін-орбітальної розщеплення m j * = 0.083 m 0
Енергія спін-орбітального розщеплення DE g = 0.43 еВ.
Оптичні властивості арсеніду індію.
Найбільший практичний інтерес представляє спектральний діапазон в близи краю власного поглинання. Саме в цій області довжин хвиль (3-5 мкм) працюють фотоприймачі, виготовлені з епітаксіальних структур арсеніду індію.
Поглинання світла в товстому напівпровідника може бути описано виразом
I = I 0 (1-k) Г— exp (-aX), (1)
де I 0 - інтенсивність падаючого випромінювання, k - коефіцієнт відображення, a - коефіцієнт поглинання, X - координата.
Величина коефіцієнта відбиття в поблизу краю власного поглинання НЕ перевищує 30-40% і може бути оцінена з виразу
(2)
де n - показник заломлення.
В· У напівпровідниках, як правило, одночасно працює кілька механізмів поглинання світла. Основні з них:
В· власне або фундаментальне поглинання;
В· ексіонное;
В· поглинання вільними носіями;
В· решітчасте;
В· внутрізонних.
Повний коефіцієнт поглинання у випадку одночасної участі декількох механізмів поглинання дорівнює:
. (3)
У зазначеному діапазоні довжин хвиль 3-5 мкм і зазвичай використовуваної області температур 77-300 К працює в основному два механізми: власне поглинання і поглинання на вільних носіях. В області власного поглинання прямозонних структура арсеніду індію обумовлює різку залежність коефіцієнта поглинання від енергії:
,
(4)
де e - заряд електрона, h - постійна Планка, с - швидкість світла. У арсеніді індію n-типу величина Е g = 0.35 еВ при Т = 300 К, а показник ступеня у виразі для a = 0.85 n = 1, в матеріалі р-типу Е g = 0.36 еВ, а n = 0.5.
У легованих зразках за рахунок малої ефективної маси електронів з збільшенням концентрації носіїв відбувається швидке заповнення зони провідності електронами, в слідстві чого рівень Фермі знаходиться вище дна зони провідності на величину енергії DE n . У цьому випадку коефіцієнт поглинання описується виразом
(+5)
тобто відбувається зрушення краю поглинання в бік великих енергій. p> Поглинання на вільних носіях в області довжин хвиль, що перевищують 3 мкм, хоча слабкіше, ніж власне, тим не менш може відігравати значну роль в сильно легованих зразках. У цьому випадку a описується виразом
(6)
де n - показник заломлення, s - провідність, l - довжина хвилі,
Оцінки показують, що при l = 3 мкм і n = 10 18 см -3 в пластині арсеніду індію товщиною 400 мкм поглинеться близько 80% світлового потоку.
Рухливість в арсеніді індію.
Рухливість носіїв заряду в кристалах арсеніду індію обмежується декількома механізмами розсіювання:
В· розсіюванням на оптичних і акустичних фононах;
В· на іонних домішках;
В· на нейтральних домішках:
В· на дефектах кристалічної решітки (Дислокаціях):
В· на носіях заряду.
У наближенні часу релаксації t рухливість обчислюється за формулою
(7)
де t - обчислюється для кожного механізму розсіювання окремо.
У монокристалічних об'ємних зразках арсеніду індію досягнуті наступні значення рухливості:
n-тип, m = 30000 см 2 /НД (300К),
р-тип, m = 450 см 2 /НД (300К).
Сростом концентрацією домішок рухливість падає.
Методи глибокого очищення індію і миш'яку.
В
Для отримання монокристалів арсеніду індію з високими і стабільними електрофізичнимипараметрами необхідно використовувати високочисті вихідні матеріали.
Арсенід індію насилу піддається очищенню кристалізаційними методами в наслідок високого тиску дисоціації при температурі плавлення, високої хімічної активності індію і миш'яку при температурі вирощування і близьких до одиниці значень коефіцієнтів розподілу основних домішок у вихідних елементах, таких як сірка, селен, цинк і ін, а також через забрудненням кремнієм з кварцу при високій температурі.
Методи глибокого очищення індію.
У індії призначеному для синтезу напівпровідникових сполук, лімітуючими є наступні домішки: алюміній, мідь, магній, кремній, срібло, кальцій, срібло і сірка.
Застосовувані методи очищення індію можна розділити на хімічні і фізичні. Методи першої групи - субхлорідний, екстракційний, електрол...
