Теория электронной структуры полупроводниковых твердых растворов изовалентного замещения

Работа посвящена применению обобщенной модели Лифшица и теории деформационного потенциала к аналитическому исследованию энергетического спектра твёрдых растворов изовалентного замещения полупроводниковых соединений A 3B 5. В теории учитываются отличие собственных потенциалов замещающего и замещаемого атомов, а также деформация кристаллической решётки, обусловленная различием атомных размеров примесных и замещаемых атомов. Рассмотрены основные деформационные эффекты в твёрдых растворах замещения и обсуждён выбор нулевого приближения (модель кристалла нулевого приближения). В рамках метода функции Грина представлен самосогласованный метод расчёта ширины запрещённой зоны раствора Al 𝑐𝑐1 (1)Ga 𝑐𝑐2 (1) In 1−𝑐𝑐1 (1) −𝑐𝑐2 (1)P 𝑐𝑐1 (2)As 𝑐𝑐2 (2)Sb 1−𝑐𝑐1 (2) −𝑐𝑐2 (2) в широком интервале составов, проведено численное моделирование энергетических зазоров и деформационных потенциалов. Рассмотрены перспективы дальнейшего развития теории.

1. Лифшиц И. М. О структуре энергетического спектра и квантовых состояниях неупорядоченных конденсированных систем // Успехи физических наук. 1964. 83(8). 617-663. DOI: 10.3367/UFNr.0083.196408c.0617

2. Anderson P. W. Absence of diffusion in certain random lattice // Physical Review Online Archive (PROLA). 1958. 109(5). 1492-1505. DOI: 10.1103/PhysRev.109.1492

3. Lloyd P. Exactly solvable model of electronic states in three-dimensional disordered Hamiltonian: non-existence of localized states // Journal of Physics C. 1969. 2(10). 1717-1725. DOI: 10.1088/0022-3719/2/10/303

4. Бир Г. Л., Пикус Г. Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. Москва, Наука, 1972. 584 с.

5. Blacha A., Presting H., Cardona M. Deformation potentials of k=0 states of tetrahedral semiconductors // Physics Status Solidi (B). 1984. 126(11). 11-36.

6. Кривоглаз М. А. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами. Москва, Наука, 1967. 336 с.

7. Ньютон Р. Д. Теория рассеяния волн и частиц / перевод с англ. А. М. Кузнецова, А. А. Черненко. Москва, Мир, 1969. 607 с.

8. Фаддеев Л. Д. Математические вопросы квантовой теории рассеяния для системы трёх частиц (Труды Математического института имени В. А. Стеклова / Академия наук СССР. Т. 69). Москва; Ленинград, Изд-во Акад. наук СССР [Ленингр. отд-ние], 1963. 122 с.

9. Захаров А. Ю. Теория электронной структуры полупроводниковых твёрдых растворов замещения. Аналитические подходы // Физика и техника полупроводников. 2015. 49(7). 865-886.

10. Захаров А. Ю. Изменение энергетического спектра электронов в полупроводниковых сплавах замещения // Физика и техника полупроводников. 1975. 9(3). 425-431.

11. Захаров А. Ю. Об энергетическом спектре твёрдых растворов // Физика твёрдого тела. 1975. 15(5). 1274-1279.

12. Захаров А. Ю., Мироненко Л. П. Прогноз связанных состояний электронов на изовалентных центрах в полупроводниках // Украинский физический журнал. 1989. 34(3). 421-425.

13. Захаров А. Ю., Мироненко Л. П. Примесные потенциалы в изовалентных твердых растворах полупроводников // Известия вузов. Физика. 1990. 33(3). 58-62.

14. Баранский П. И., Клочков В. П., Потыкевич И. В. Полупроводниковая электроника: свойства материалов: справочник. Киев, Наукова думка, 1975. 704 с.

15. Физико-химические свойства полупроводниковых материалов: справочник / отв. ред. А. В. Новоселова, В. Б. Лазарев. Москва, Наука, 1978. 340 с.

16. Semiconductors and semimetals. Vol. 1-89. / ed. by R. K. Willardson, Albert C. Beer. New York etc., Academic Press, 1966-2013.