بررسی مکانیسم های پراکندگی در تک بلورهای Inas از نوع n
/عبدالجبار شکری
: دانشکده فیزیک
، فرخی
۷۵ص.
چاپی
کارشناسی ارشد
رشته فیزیک
۱۳۸۲/۰۶/۲۵
تبریز
نیمرسانای InAs از نیمرساناهای ترکیبی گروهIII - Vاست، که دارای گاف انرژی کوچکی نسبت به نیمرساناهای دیگر)بجز InSb) میباشد .از این ترکیب میتوان در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، لیزرهای نیمرسانا و همچنین بعنوان ژنراتور هال برای اندازهگیری شدت میدان مغناطیسی استفاده نمود .پیوند ما بین اتمهای این ترکیب از نوع یونی و کووالانسی است و از Sb بعنوان ناخالصی دهنده در آن استفاده شده تا ترکیب مورد نظر) نوع n)حاصل شود .پس از برش تک بلور InAs به قطعات کوچکتر و سایش و صیقل زنی آنها، نمونههای با ابعاد معین آماده شدند .برخی از خواص الکتریکی نمونهها از قبیل رسانندگی، ضریب هال، تحرک پذیری حاملهای بار و نوع مکانیسمهای پراکندگی در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت .نمودار تغییرات برحسب برای نمونهها همانند مشخصه یک نیمرسانای نوعی است که علاوه بر دارابودن رسانش ذاتی دارای رسانش غیر ذاتی نیز میباشد .با بررسی این نمودار در یک محدودة دمایی و محاسبه شیب آن ، گاف انرژی InAs برآورد گردید .بررسی تغییرات برحسب دما (T)نشان داد که اولا مکانیسم پراکندگی یونی نسبت به پراکندگی شبکهای در دماهای پایین غالب است، ثانیا هر چه آلایندگی ناخالصیها بیشتر باشد، به مراتب تحرک پذیری حاملها کمتر خواهد بود .در نمونههای بشدت آلاییده ,ترازهای دهنده)تراز انرژی فرمی (در داخل باند رسانش قرار می گیرند و انرژی یونش صفر میشود، در نتیجه این نمونه ها همانند شبه فلز عمل میکنند .اما در نمونههای با آلایندگی کم تراز انرژی فرمی پایین باند رسانش قرار گرفته، بنابراین انرژی یونش صفر نمی شود .
InAs is a binary III-V compound semiconductor. Having the small energy gap in comparison with the other semiconductors (except InSb). This compound can be used to prepare infrared detectors and it can also be used as a Hall probe to measure magnetic field. After cutting n-type InAs single crystal into small pieces, they were ground and polished. Some electrical properties of samples such as electrical conductivity, resistivity, Hall coefficient, scattering mechanism an mobility of charge carriers were studied at different temperature. Variation of Versus for sample is similar to the typical characteristics of a semiconductor which a part from the intrinsic conductivity it possesses impurity conductivity as well. Considering the with dependency and using the slop of the curve at high temperature region, an energy gap was evaluated for InAs. Due to the existence of a narrow energy gap, the ionization of impurity atoms occur at low temperature which are out of the scope of our study. So, the measurements of the ionization energy of impurity atoms were not possible. Analysis of the temperature dependency of mobility, shows that, two kinds of scattering mechanisms namely, ionic and lattice scatterings are the dominant mechanisms at low and high temperatures, respectively.