بررسی اثر بازپخت و هیدروژن دهی بر خواص الکتریکی مواد نیمرسانای نیتروژن دار رقیق

برخی خواص فیزیکی منحصر بفرد نیمرساناهای نیتروژندار رقیق (in)ganas سبب شده است که در دهه ی اخیر به عنوان ماده ای جالب توجه در دیود لیزرهای فروسرخ، سلولهای خورشیدی چند پیوندگاهی با بازده بالا و سایر ابزارهای الکتریکی مورد توجه زیادی قرار گیرند. معلوم شده است که با افزودن نیتروژن به مقدار ناچیز (کمتر از 5%) به نیمرسانای gaas، گرچه گاف انرژی آن را به طور قابل ملاحظه ای کاهش جرم موثر الکترونها افزایش کاهش می یابد. داده های تجربی همچنین حاکی از آن است که نمونه های تازه رشد یافته اغلب دارای تراکم و تحرک الکترونی پایینی هستند. هدف ما در این رساله بررسی تاثیر بازپخت و هیدروژن دهی بر روی خواص ترابری الکتریکی نیمرسانای نیتروژن دار رقیق ganas (آلایش یافته با اتمهای si و te) و inganas (خالص و آلایش شده با si) است. در این مطالعه محاسبات ما در خصوص توصیف رفتار دمایی داده های وابسته به تراکم و تحرک حامل ها در نمونه های گزارش شده بترتیب مبتنی بر در نظرگیری شرط خنثایی بار و نیز سازو کارهای مختلف پراکندگی است. نتایج ما حاکی از آن است که به طور کلی با انجام عملیات بازپخت حرارتی سریع، تراکم و تحرک الکترونی به دلیل کاهش تراکم تله های الکترونی وابسته به اتمهای نیتروژن افزایش می یابد. همچنین لازم به ذکر است که افزایش تراکم حاملها در نمونه های آلایش یافته با اتمهای si، بدلیل غیر فعال شدن آنها در اثر ایجاد پیوندهای si-n، کمتر از افزایش مشاهده شده در نمونه های آلایش یافته با te می باشد. مطالعات ما در مورد هیدروژن دهی نمونه ها گویای آن است که: (الف) در نمونه های بدون آلایش به دلیل نقش هیدروژن به عنوان یک اتم بخشنده و تشکیل کمپلکس های تک هیدروژنه و دو هیدروژنه گاف نواری افزایش و خواص ترابری الکتریکی بهبود می یابد، (ب) در نمونه های آلایش یافته نوع n با توجه به آنکه کسری از اتمهای هیدروژن در نقش اتمهای پذیرنده عمل می کنند در نتیجه ناخالصی افزوده شده را غیر فعال ساخته و به کاهش تراکم حاملهای بار منجر می گردند.