Захватывать электроны

где Т f, ge, gft, H, Т - соответственно эффективное время спин-решеточной релаксации, значения g захваченных электронов и дырок, а также напряженность магнитного поля и температуры; W принимает значение либо We, либо И//, в зависимости от того, возникает резонанс на захваченных электронах или на дырках.

Далее рассмотрим безызлучательную рекомбинацию, происходящую между излучательными центрами захваченных электронов и центрами свободных связей. В этом случае такие пары будут трактоваться как ЭДП, показанные на 3.2.2. Таким образом, к этим парам можно применить кинетические уравнения для из-лучательных ЭДП. В настоящем случае рост заселенности состояний синглетной конфигурации при резонансе приводит к усилению безызлучательной рекомбинации,, так что резонансы как на связанных электронах (излучательные электронные центры), так и на дырках (центры свободных связей), приводят к уменьшению

Так как ширина А -линии меняется с энергией люминесценции и ВЧ мощности, ее следует приписать центрам захваченных дырок, которые связаны с центрами захваченных электронов. Такое взаимодействие электронов и дырок приводит к уширению линии. Наблюдалось завися-

щее от частоты уширение линии, как показано на Еис^З.2.9*. Это означает, что Л-линия неравномерно уширяется благодаря распределению значений g центров захваченных электронов. Этот факт позволяет объяснить, почему в a-Si:H не наблюдается ОДМР центров захваченных электронов. Другой причиной этого явления можно, по-видимому, считать то, что при резонансе излучательные электронные йентры дают двухкратное изменение интенсивности люминесценции, т.е. положительные изменения в уравнениях (3.2.3), (3.2.4) и отрицательные изменения в уравнениях (3.2.8), (3.2.9), и что оба эти вклада могут взаимной компенсироваться.

Вначале обсудим модель Депинна и др. [49, 50] и Стрита и др. [60, 61], объясняющую излучательную рекомбинацию в а-81:Н.Депина и др. пришли к выводу, что центры свободных связей действуют как излу-чательные центры, тогда как Стрит и др. предположили, что последние действуют как безызлучательные центры, за исключением случая низкоэнергетической люминесценции, при которой центры свободных связей становятся излучающими. Авторы же настоящей статьи считают, что' центры свободных связей являются безызлучательными центрами во всем диапазоне энергий фотонов люминесценции. Более того, облучение лазером создает также излучательные центры, которые являются центрами захваченных электронов и лежат глубоко в запрещенной зоне. Поскольку отвечающие этим центрам захваченных электронов ОДМР-сигналы отсутствовали, трудно сказать что-либо определенное о природе электронных центров, созданных светом. Однако авторы полагают, что полученные ими результаты свидетельствуют против моделей Депинна и др. и Стрита и др. (особенно против первой).

Далее приводится обсуждение общего характера процессов рекомбинации в a-Si:H на основе ОДМР-измерений, сводка которых представлена в настоящей статье. Модель захваченной ЭДП позволяет объяснить ОДМР-результаты, особенно спектральную зависимость ОДМР-сигналов. Так, можно заключить, что люминесценция возникает при низких температурах в результате рекомбинации захваченных электронов, находящихся на "хвостах" зон и в запрещенной зоне, и захваченных дырок, лежащих преимущественно на А -центрах. Схема такого процесса при-

где n, «i, HI — концентрация возбужденных электронов, захваченных электронов на локализованных состояниях и электронов в состоянии фотопотемнения соответственно. При анализе для упрощения считается, что возбуждающий импульс представляет собой 5-функцию. Начальные условия в момент t = 0 имеют вид

где Tf, ?e, ^, //, Г - соответственно эффективное время спин-решеточной релаксации, значения g захваченных электронов и дырок, а также напряженность магнитного поля и температуры; И/ принимает значение либо We, либо W/j в зависимости от того, возникает резонанс на захваченных электронах или на дырках.

Далее рассмотрим безызлучательную рекомбинацию, происходящую между излучательными центрами захваченных электронов и центрами свободных связей. В этом случае такие пары будут трактоваться как ЭДП, показанные на 3.2.2. Таким образом, к этим парам можно применить кинетические уравнения для из-лучательных ЭДП. В настоящем случае рост заселенности состояний синглетной конфигурации при резонансе приводит к усилению безызлучательной рекомбинации,, так что резонансы как на связанных электронах (излучательные электронные центры), так и на дырках (центры свободных связей), приводят к уменьшению

Так как ширина Л-линии меняется с энергией люминесценции и ВЧ мощности, ее следует приписать центрам захваченных дырок, которые связаны с центрами захваченных электронов. Такое взаимодействие электронов и дырок приводит к уширению линии. Наблюдалось завися-

щее от частоты уширение линии, как показано на рис^З.2.9*. Это означает, что А -линия неравномерно уширяется благодаря распределению значений g центров захваченных электронов. Этот факт позволяет объяснить, почему в a-Si:H не наблюдается ОДМР центров захваченных электронов. Другой причиной этого явления можно, по-видимому, считать то, что при резонансе излучательные электронные йентры дают двухкратное изменение интенсивности люминесценции, т.е. положительные изменения в уравнениях (3.2.3), (3.2.4) и отрицательные изменения в уравнениях (3.2.8), (3.2.9), и что оба эти вклада могут взаимной компенсироваться.

В полупроводниках захватывать электроны могут не только дырки, но и различные локальные центры, создающие в запрещенной зоне дискретные уровни. Произведение сечения захвата на скорость движения носителя заряда, усредненное по всем носителям в зоне, называется коэффици-

Помимо рассмотренных видов релаксационной поляризации в твердых диэлектриках часто наблюдается еще одна ее разновидность — объемная поляризация. Под этим термином понимают ряд явлений, сходных между собой в том, что они вызывают поляризацию диэлектрика за счет образования в нем объемных зарядов [11]. Заряды в диэлектрике оказываются смещенными, но не на микрорасстояния, как при прочих видах поляризации, а на макроскопические расстояния. Продвижению свободных зарядов могут мешать дефекты кристаллической решетки, которые способны в некоторых случаях захватывать электроны и ионы.

Поверхностная емкость определяется поверхностными состояниями полупроводника, которые могут отдавать в его объем электроны и захватывать дырки или, наоборот, захватывать электроны и отдавать дырки. В первом случае на поверхности полупроводника возникает положительный заряд, во втором — отрицательный. В обоих случаях поверхностный заряд индуцирует в приповерхностной области полупроводника заряд противоположного знака. Этими слоями зарядов и обусловлено возникновение поверхностной емкости полупроводниковой подложки Cs, которая определяется соотношением

Электроотрицательному газу SF6 (элегаз) свойственна высокая электрическая прочность, превышающая в 4—5 раз электрическую прочность воздуха. Он обладает свойством захватывать электроны. Они прилипают к тяжелым молекулам такого газа, становясь как бы отрицательными ионами с присущей им малой подвижностью, что существенно снижает электропроводность газа и способствует гашению электрической дуги. Хорошие дугогаси-тельные свойства элегаза определяются также его высокой теп-лоотводящей способностью и спецификой химических реакций в условиях гашения электрической дуги.

Молекулы элегаза обладают способностью захватывать электроны, что усиливает деионизацию. Образующиеся малоподвижные (по отношению к электронам) отрицательные ионы, которые медленно разгоняются электрическим полем, увеличивают электрическую прочность газа. При атмосферном давлении она примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха, а при давлении 0,23 МПа равна электрической прочности трансформаторного масла ( 6-21).

щенной зоне разрешенные уровни на значительном удалении от ее границ, например вблизи середины зоны. Атомы этих примесей принимают активное участие в процессах генерации и рекомбинации и называются ловушками в соответствии с их способностью захватывать электроны. Ловушки донорного типа нейтральны, если их энергетический уровень заполнен, и превращаются в положительные ионы, если уровень свободен. Ловушки акцепторного типа нейтральны при свободном уровне и превращаются в отрицательные ионы при его заполнении. Вещества, образующие ловушки, и соответствующие энергетические уровни приведены в приложении 1.2.

Поверхностная емкость определяется поверхностными состояниями полупроводника, которые могут отдавать в его объем электроны и захватывать дырки или, наоборот, захватывать электроны и отдавать дырки. В первом случае на поверхности полупроводника возникает положительный заряд, во втором — отрицательный.

прочность почти в 2,5 раза выше, при давлении 0,2 МПа она примерно равна электрической прочности трансформаторного масла. Удельная объемная теплоемкость элегаза почти в четыре раза выше, чем у воздуха, что позволяет увеличить нагрузку токоведущих частей и уменьшить массу меди в аппарате. Соответственно теплоемкости дугогасящие свойства элегаза в камерах продольного дутья в пять раз выше, чем у воздуха. Повышенные дугогасительные свойства элегаза объясняются еще способностью его молекул захватывать электроны. По отношению к последним образующиеся отрицательные ионы малоподвижны, и при обдуве дуги происходят поглощение электронов и усиленная деионизация.

Идеальный диэлектрик. Рассмотрение начнем с «идеального» диэлектрика, не содержащего примесей, способных захватывать электроны. Концентрация собственных носителей заряда в таком диэлектрике ничтожно мала. Поэтому, казалось бы, внешнее смещение не может привести к появлению в пленке электрического тока. Однако это не так. Внешнее напряжение V, приложенное к подобной структуре ( 10.7, а), практически полностью падает, на диэлектрике и именно на той его части, в которую не заходят слои обогащения, и создает в нем электрическое поле (в дополнение к внутреннему полю у контактов). Так как слои обогащения не имеют резкой гргшщы, то это означает, что обогащенный слой при-

Диэлектрик с ловушками. В запрещенной зоне диэлектрика ча- ' сто существуют локальные уровни, созданные примесными атомами или дефектами решетки, которые могут захватывать электроны, инжектированные в пленку, и удерживать их там до тех пор, пока они не будут выброшены в зону проводимости за счет тепловой энергии кристалла. Если через б обозначить отношение времени пребывания электронов в зоне проводимости, когда они могут участвовать в формировании тока, к полному времени пребывания их в диэлектрике, то силу тока в диэлектрике при наличии ловушек можно определить, умножив (10.14) на 6: