Фотоэлектромагнитный комплекс методов определения рекомбинационно-диффузионных параметров носителей заряда в эпитаксиальных плёнках кадмий-ртуть-теллур Р-типа, страница 4

Точность определения параметров основных носителей методом многозонной подгонки оценивалась по статистической обработке результатов многократных  подгонок (нескольких сотен). Для этого по приведенным выше параметрам носителей заряда для рассматриваемого образца (рис. 3) в диапазоне индукции магнитного поля 0÷2 Тл рассчитывались значения коэффициента Холла R_H(B) и проводимости в магнитном поле σ(B) по формулам, взятым из [13]. Затем к полученным значениям добавлялся шум, распределенный по нормальному закону. Значение добавляемой погрешности определялось значением среднего квадратического отклонения. Полученные таким образом данные анализировались методом многозонной подгонки, причем параметры носителей заряда искались в диапазоне ±150 % от действительного значения. Зависимости определённых параметров основных носителей заряда от погрешности исходных данных приведены на рис. 4 и 5.

Как видно из рис. 4 и 5, погрешность определения параметров основных носителей заряда методом многозонной подгонки почти не зависит от погрешности в исходных данных вплоть до значений 0,1 %, а затем погрешность начинает возрастать. Из графиков видно, что для экспериментальных данных, полученных с погрешностью 1,5 %, значения подвижности и концентрации основных носителей заряда определяются с погрешностью, не превышающей ±15 %.

Метод определения подвижности неосновных электронов и коэффициента пропорциональности К.

Для неосновных электронов  и К определялись при анализе измеренных магнитополевых зависимостей ФП в геометрии Фарадея. Также были оценены значения ,  и энергия залегания РЦ .

Методы «спектра подвижности» [5] и «количественного спектра подвижности» [15] при определении  для р-КРТ с х ~ 0,2 при температурах Т < 100 К дают большую погрешность, т.к. малое количество электронов не влияет на эффект Холла и магнитосопротивление. Дифференциальными методами [15]  определялась по положению максимума производной на зависимости от индукции магнитного поля коэффициента отражения СВЧ-сигнала. В работе [17] предложен метод определения  на основе анализа измеренных магнитополевых зависимостей эффекта Холла при освещении (фото-Холл). Однако, при выводе аналитических выражений не учитывалось наличие рекомбинационных центров. Для применения этого метода требуется однородная засветка всего образца, что может приводить к появлению фото-ЭДС на контактах. Кроме того, в этом методе одновременно подгоняются два параметра:  и усреднённая концентрация неравновесных дырок, что ограничивает точность определения . В работе [18] был предложен метод определения , основанный на подавлении обратного тока диодов с базой р-типа магнитным полем. Однако, подобный метод применим только к «толстым» диодам, в которых .

Магнитополевая зависимость ФП в геометрии Фарадея для р-КРТ при условии доминирующей рекомбинации Шокли-Рида-Холла описывается выражением, приведённым в [14]:

,                                                                           (7)

где с – длина, w и d – ширина и толщина плёнки, е – элементарный заряд, Dn, Δр – концентрации неравновесных электронов и дырок.

Из выражения (7) видно, что ФП можно представить двумя компонентами: переменной , обусловленной неравновесными электронами, и постоянной , обусловленной тяжёлыми неравновесными дырками. На рис. 6 приведена экспериментальная магнитополевая зависимость ФП.

Из магнитополевой зависимости сигнала  можно определить . Для этого необходимо измерить значение магнитной индукции  (Тл), соответствующее уровню сигнала . В этой точке выполняется условие , откуда получается простая формула для подвижности:

,   м²/(В·с).                                                       (8)

Погрешность определения  складывается из четырёх составляющих: погрешности в определении В, погрешности в определении отношения , наличия в образце более двух типов носителей и систематической погрешности, связанной с неточностью аналитического выражения  (1) для разных температур. В работе [14] показано, что погрешность  является систематической, приводящей к уменьшению определяемой . Для значений температур 77÷90 К относительная погрешность составляет 1 %, для температуры 100 К – 2 % и увеличивается до 22 % при температуре 125 К. Для исследованных образцов значение  при температуре 77 К лежит в интервале 5÷8 м²/(В∙с).