Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
15
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
144.64 Кб
Скачать

THE FORMATION

OF POINT DEFECTS

IN SEMICONDUCTOR

CRYSTALS

P. K. KASHKAROV

General problems of point defect physics in nonmetallic crystals are considered. Possible types of defects and their manifestation in electronic processes are analysed. The mechanisms of point defect formation under crystal thermal and radiational excitations are discussed.

к‡ТТПУЪ ВМ˚ У·˘ЛВ ‚У- Ф УТ˚ ЩЛБЛНЛ ЪУ˜В˜М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ МВПВЪ‡ООЛ- ˜ВТНЛı Н ЛТЪ‡ОО‡ı. ДМ‡- ОЛБЛ Ы˛ЪТfl ‚УБПУКМ˚В ЪЛФ˚ ‰ВЩВНЪУ‚ Л Лı Ф У- fl‚ОВМЛВ ‚ ˝ОВНЪ УММ˚ı Ф УˆВТТ‡ı. й·ТЫК‰‡˛Ъ- Тfl ПВı‡МЛБП˚ У· ‡БУ‚‡- МЛfl ЪУ˜В˜М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ Ф Л ЪВФОУ‚УП Л ‡‰Л‡- ˆЛУММУП ‚УБ·ЫК‰ВМЛflı Н ЛТЪ‡ОО‡.

© 䇯͇ӂ è.ä., 1999

йЕкАбйЗАзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З ийгмикйЗйСзадйЗхп дкалнАггАп

и. д. дДтдДкйЗ

еУТНУ‚ТНЛИ „УТЫ‰‡ ТЪ‚ВММ˚И ЫМЛ‚В ТЛЪВЪ ЛП. е.З. гУПУМУТУ‚‡

ЗЗЦСЦзаЦ

г˛·˚В УЪНОУМВМЛfl УЪ ФВ ЛУ‰Л˜ВТНУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ Н ЛТЪ‡ОО‡ М‡Б˚‚‡˛ЪТfl ‰ВЩВНЪ‡ПЛ. иУТОВ‰МЛВ Ф Л- МflЪУ ‡Б‰ВОflЪ¸ М‡ ЪУ˜В˜М˚В Л Ф УЪflКВММ˚В. нУ˜В˜- М˚В ‰ВЩВНЪ˚ ı‡ ‡НЪВ ЛБЫ˛ЪТfl ЪВП, ˜ЪУ ЛТН‡КВМЛflВ¯ВЪНЛ Н ЛТЪ‡ОО‡ ТУТ В‰УЪУ˜ВМ˚ ‚ УН ВТЪМУТЪflı У‰МУ„У ЫБО‡, ЪУ ВТЪ¸ ОУН‡ОЛБУ‚‡М˚ М‡ ‡ТТЪУflМЛflı ФУ fl‰Н‡ ПВК‡ЪУПМУ„У ‡. и УЪflКВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚ ПУ- „ЫЪ ·˚Ъ¸ ОЛМВИМ˚ПЛ (‰ЛТОУН‡ˆЛЛ), ФОУТНУТЪМ˚ПЛ (ПВКЩ‡БМ˚В „ ‡МЛˆ˚) Л У·˙ВПМ˚ПЛ (ФУ ˚, Ъ В˘Л- М˚). аı ‡БПВ ˚ ‚ У‰МУП, ‰‚Ыı Л Ъ Вı М‡Ф ‡‚ОВМЛflı ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ Ф В‚˚¯‡˛Ъ ‚ВОЛ˜ЛМЫ ‡.

и ЛТЫЪТЪ‚ЛВ ‰ВЩВНЪУ‚ Н‡ ‰ЛМ‡О¸МУ ‚ОЛflВЪ М‡ ПВı‡МЛ˜ВТНЛВ, ˝ОВНЪ Л˜ВТНЛВ, УФЪЛ˜ВТНЛВ Л ‰ Ы„ЛВ Т‚УИТЪ‚‡ Ъ‚В ‰˚ı ЪВО. й˜В‚Л‰МУ, ˜ЪУ, ˜ВП ˜Л˘В Л ТУ‚В ¯ВММВВ П‡ЪВ Л‡О, ЪВП ˝ЪУ ‚ОЛflМЛВ Б‡ПВЪМВВ. лУ‚ ВПВММ‡fl ЪВıМУОУ„Лfl ‰УТЪЛ„О‡ ‚˚ТУНЛı ВБЫО¸- Ъ‡ЪУ‚ ‚ ТУБ‰‡МЛЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı Н ЛТЪ‡ООУ‚: ТУ‰В К‡МЛВ УТЪ‡ЪУ˜М˚ı Ф ЛПВТВИ ‚ МЛı ПУКВЪ ·˚Ъ¸ ФУМЛКВМУ ‰У 10−8 % Ф Л ПЛМЛП‡О¸МУП ˜ЛТОВ ОЛМВИ- М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚. иУ˝ЪУПЫ П˚ Л У„ ‡МЛ˜ЛОЛ Т‚УВ ‡Т- ТПУЪ ВМЛВ ЪУ˜В˜М˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ ‚ ˝ЪЛı П‡ЪВ Л‡О‡ı.

ê‡θÌ˚Â Í ËÒÚ‡ÎÎ˚ ‚ ‡‚ÌÓ‚ÂÒËË Ô Ë í > 0 ‚ТВ„‰‡ ТУ‰В К‡Ъ МВ·УО¸¯УВ ˜ЛТОУ ‰ВЩВНЪУ‚, ТУУЪ- ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВВ ПЛМЛПЫПЫ ФУЪВМˆЛ‡О¸МУИ ˝МВ „ЛЛ. СУФУОМЛЪВО¸М˚В ‰ВЩВНЪ˚ ‚МУТflЪТfl Ф Л ‡БОЛ˜М˚ı ‚УБ‰ВИТЪ‚Лflı: М‡„ В‚В, ‰ВЩУ П‡ˆЛЛ, У·ОЫ˜ВМЛЛ ˜‡Т- ЪЛˆ‡ПЛ Л ‰ . мН‡Б‡ММ˚В ‚УБ‰ВИТЪ‚Лfl ПУ„ЫЪ УТЫ˘В- ТЪ‚ОflЪ¸Тfl ˆВОВМ‡Ф ‡‚ОВММУ М‡ УФ В‰ВОВММ˚ı ˝Ъ‡Ф‡ı ЪВıМУОУ„Л˜ВТНУ„У ˆЛНО‡ ТУБ‰‡МЛfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ- ‚У„У Ф Л·У ‡ ЛОЛ ·˚Ъ¸ МВКВО‡ЪВО¸М˚ПЛ, М‡Ф ЛПВ Ф Л ‡·УЪВ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚У„У ЫТЪ УИТЪ‚‡ ‚ ЫТОУ- ‚Лflı ФУ‚˚¯ВММУИ ‡‰Л‡ˆЛЛ. лОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, Ф ‡Н- ЪЛН‡ М‡ТЪУflЪВО¸МУ ‰ЛНЪЫВЪ ФУЛТН ФЫЪВИ ЫФ ‡‚ОВМЛfl Т‚УИТЪ‚‡ПЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Н ЛТЪ‡ОО‡ı. иУПЛПУ ˝ЪУ„У ЛБЫ˜ВМЛВ Ф УˆВТТУ‚ ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl, ФВ ВТЪ УИНЛ Л ‡ММЛ„ЛОflˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ МВТУПМВММ˚И ЛМЪВ ВТ Л Т ЩЫМ‰‡ПВМЪ‡О¸МУИ ЪУ˜НЛ Б ВМЛfl. лВ„У‰Мfl ˝ЪУ У‰М‡ ЛБ ˆВМЪ ‡О¸М˚ı Б‡‰‡˜ ЩЛБЛНЛ Ъ‚В ‰У„У ЪВО‡.

щНТФВ ЛПВМЪ‡О¸МУВ ЛТТОВ‰У‚‡МЛВ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Н ЛТЪ‡ОО‡ı М‡˜‡ОУТ¸ В˘В ‚ XIX ‚ВНВ. й‰- М‡НУ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУВ Ф У‰‚ЛКВМЛВ ‚ ФУМЛП‡МЛЛ ЩЛБЛНЛ ˝ЪУ„У fl‚ОВМЛfl М‡ ПЛН УТНУФЛ˜ВТНУП Ы У‚МВ ПУКМУ УЪМВТЪЛ Н НУМˆЫ 20-ı „У‰У‚ М‡¯В„У ТЪУОВЪЛfl.

дДтдДкйЗ и.д. йЕкДбйЗДзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ

105

З ЪУЪ ФВ ЛУ‰ ‚ кУТТЛЛ ‡Б‚В МЫОЛТ¸ ‡·УЪ˚ ФУ‰ Ы- НУ‚У‰ТЪ‚УП ь.а. о ВМНВОfl. С‡О¸МВИ¯ЛИ ЛПФЫО¸Т М‡ЫН‡ У ‰ВЩВНЪ‡ı ФУОЫ˜ЛО‡ ‚ 40–50-ı „У‰‡ı ‚ Т‚flБЛ Т ТУБ‰‡МЛВП fl‰В МУ„У У ЫКЛfl Л ‚УБМЛН¯ВИ Ф Л ˝ЪУП Ф У·ОВПУИ ‡‰Л‡ˆЛУММУИ ТЪУИНУТЪЛ Ф Л·У У‚. д М‡ТЪУfl˘ВПЫ ‚ ВПВМЛ ЫТЛОЛflПЛ Ы˜ВМ˚ı, Л ‚ БМ‡˜Л- ЪВО¸МУИ ТЪВФВМЛ Ы˜ВМ˚ı ЛБ ·˚‚¯В„У лллк, М‡НУФОВМ У·¯Л М˚И ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚И Л ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛИ П‡ЪВ Л‡О ФУ ЩЛБЛНВ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Ъ‚В ‰˚ı ЪВО‡ı. й‰М‡НУ ПМУ„ЛВ ‚УФ УТ˚ В˘В ‰‡ОВНЛ УЪ ‡Б В¯ВМЛfl, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ У‰МУИ ЛБ М‡Л·УОВВ Ъ Ы‰- М˚ı Б‡‰‡˜ fl‚ОflВЪТfl ЫТЪ‡МУ‚ОВМЛВ ПЛН УТНУФЛ˜ВТНУИ Ф Л У‰˚ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ ‡БОЛ˜М˚ı П‡ЪВ Л‡О‡ı.

и В‰О‡„‡ВП‡fl ТЪ‡Ъ¸fl ТЪ‡‚ЛЪ ˆВО¸ ФУБМ‡НУПЛЪ¸ ˜ЛЪ‡ЪВОfl Т УТМУ‚М˚ПЛ ФУМflЪЛflПЛ ЩЛБЛНЛ ЪУ˜В˜М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Л Т ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘ЛПЛ Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛflПЛ У ПВı‡МЛБП‡ı ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ‰В- ЩВНЪУ‚ Ф Л ‡БОЛ˜М˚ı ‡НЪЛ‚М˚ı ‚УБ‰ВИТЪ‚Лflı, ‚ ЪУП ˜ЛТОВ Л О‡БВ МУП.

наих нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З ийгмикйЗйСзадДп

лУ·ТЪ‚ВММ˚ПЛ ЪУ˜В˜М˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ ‚ У‰МУ- ‡ЪУПМУП Н ЛТЪ‡ООВ fl‚Оfl˛ЪТfl ‚‡Н‡МТЛfl – УЪТЫЪТЪ‚ЛВ ‡ЪУП‡ ‚ ЫБОВ В¯ВЪНЛ – Л ПВК‰УЫБВО¸М˚И ‡ЪУП – ОЛ¯МЛИ ‡ЪУП, ‚МВТВММ˚И ‚ В¯ВЪНЫ ( ЛТ. 1). мН‡- Б‡ММ˚В ‰ВЩВНЪ˚ У·УБМ‡˜‡˛ЪТfl ‚ ОЛЪВ ‡ЪЫ В ·ЫН‚‡- ПЛ V Л I УЪ ‡М„ОЛИТНЛı ЪВ ПЛМУ‚ vacancy Л interstitial ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ. З‡Н‡МТЛfl ПУКВЪ ·˚Ъ¸ Н‡Н ЛБУОЛ У- ‚‡ММУИ (‰ВЩВНЪ тУЪЪНЛ), Ъ‡Н Л У· ‡БУ‚˚‚‡Ъ¸ НУПФОВНТ Т ‡ЪУПУП, ‡ТФУОУКВММ˚П ‚ ·ОЛК‡И¯ВП ПВК- ‰УЫБОЛЛ. мН‡Б‡ММ˚И НУПФОВНТ М‡Б˚‚‡ВЪТfl Ф‡ УИ о ВМНВОfl.

ÇН ЛТЪ‡ООВ, ТУТЪУfl˘ВП ЛБ ‡ЪУПУ‚ ‰‚Ыı ЪЛФУ‚: А

ËЗ, ˜ЛТОУ ‚УБПУКМ˚ı ТУ·ТЪ‚ВММ˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ ‡Т-

¯Ë flÂÚÒfl. ùÚÓ ‚‡Í‡ÌÒËË ‚ ‰‚Ûı ÔÓ‰ ¯ÂÚ͇ı VA Ë VB , ПВК‰УЫБВО¸М˚В ‡ЪУП˚ IA , IB . Ç ·Ë̇ Ì˚ı χÚÂ-

I

V

V

I

êËÒ. 1. лУ·ТЪ‚ВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚ ‚ Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНУИВ¯ВЪНВ У‰МУ‡ЪУПМУ„У Н ЛТЪ‡ОО‡. V – ‚‡Н‡МТЛfl, I – ПВК‰УЫБВО¸М˚И ‡ЪУП, V–I – Ф‡ ‡ о ВМНВОfl

Л‡О‡ı ФУfl‚ОflВЪТfl ТУ‚В ¯ВММУ МУ‚˚И ЪЛФ ЪУ˜В˜МУ- „У ‰ВЩВНЪ‡ – ‡МЪЛТЪ ЫНЪЫ М˚И, Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛˘ЛИ ТУ·УИ ‡ЪУП А ‚ ФУ‰ В¯ВЪНВ ‡ЪУПУ‚ З (АÇ) ËÎË ‡ÚÓÏ Ç ‚ ÔÓ‰ ¯ÂÚÍ ‡ÚÓÏÓ‚ А (ÇА) ( ЛТ. 2). аПВММУ Ъ‡- НУИ ‚Л‰ ‰ВЩВНЪУ‚ fl‚ОflВЪТfl У‰МЛП ЛБ УТМУ‚М˚ı ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı А3Ç5 (GaAs, GaP Ë ‰ .).

A

B

A

B

A

B

VA

B

A

VB

A

B

A

B

A

B

BA

B

A

AB

A

B

A

B

A

êËÒ. 2. лУ·ТЪ‚ВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚ ‚ Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНУИВ¯ВЪНВ ·ЛМ‡ МУ„У Н ЛТЪ‡ОО‡. VА , VB – ‚‡Í‡ÌÒËË ‚ ‰‚Ûı ÔÓ‰ ¯ÂÚ͇ı, АÇ , ÇА – ‡МЪЛТЪ ЫНЪЫ М˚В ‰В- ЩВНЪ˚

и Л ‚‚В‰ВМЛЛ ЛМУ У‰М˚ı ‡ЪУПУ‚ ‚ Н ЛТЪ‡ОО ‚УБМЛН‡˛Ъ МВТУ·ТЪ‚ВММ˚В, Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП˚В Ф Л- ПВТМ˚В ˆВМЪ ˚. ЦТОЛ ЛМУ У‰М˚И ‡ЪУП УН‡Б˚‚‡ВЪТfl ‚ ЫБОВ, ЪУ ˝ЪУ ‰ВЩВНЪ Б‡ПВ˘ВМЛfl, ВТОЛ ‚ ПВК‰УЫБОЛЛ, ЪУ ˝ЪУ ‡ЪУП ‚МВ‰ ВМЛfl.

и Л УФ В‰ВОВММ˚ı ЫТОУ‚Лflı ТУ·ТЪ‚ВММ˚В ЪУ- ˜В˜М˚В ‰ВЩВНЪ˚ ПУ„ЫЪ У· ‡БУ‚˚‚‡Ъ¸ НУПФОВНТ˚ ЪЛ- Ф‡ ‰Л‚‡Н‡МТЛИ V2 , ÏÛθÚË‚‡Í‡ÌÒËÈ Vn , ЫКВ ЫФУПЛ- М‡‚¯ЛВТfl Ф‡ ˚ V–I, ‡ Ъ‡НКВ НУПФОВНТ˚ Т ‡ЪУП‡ПЛ Ф ЛПВТЛ. н‡Н, М‡Ф ЛПВ , ‚ Ge Л Si ı‡ ‡НЪВ М˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ fl‚Оfl˛ЪТfl НУПФОВНТ˚ ‚‡Н‡МТЛfl – НЛТОУ-У‰ Л ‚‡Н‡МТЛfl – ˝ОВПВМЪ V „ ЫФФ˚, М‡Б˚‚‡ВП˚В ‚ ОЛЪВ ‡ЪЫ В А- Л Ц-ˆВМЪ ‡ПЛ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ. З ·Л- М‡ М˚ı П‡ЪВ Л‡О‡ı, У˜В‚Л‰МУ, ТФВНЪ ‚УБПУКМУТЪВИ ‰Оfl У· ‡БУ‚‡МЛfl НУПФОВНТУ‚ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ ¯Л В: ˝ЪУ Т‚flБ‡ММ˚В ‚‡Н‡МТЛЛ ‚ ‡БОЛ˜М˚ı ФУ‰ В¯ВЪН‡ı VAVB , НУП·ЛМ‡ˆЛЛ Т ‡МЪЛТЪ ЫНЪЫ М˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ VABA , ABBA Ë Ú.‰.

икйьЗгЦзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З щгЦднкйззхп икйсЦллДп

щМВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ТФВНЪ ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ Л‰В‡О¸МУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚УП Н ЛТЪ‡ООВ Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ М‡·У ˜В В‰Ы˛˘ЛıТfl БУМ, ‡Б‰ВОВММ˚ı ЛМЪВ ‚‡О‡- ПЛ, ‚ НУЪУ ˚ı МВЪ ‡Б В¯ВММ˚ı ‰Оfl ˝ОВНЪ УМУ‚ Ы У‚МВИ ˝МВ „ЛЛ (Б‡Ф В˘ВММ˚В БУМ˚) ( ЛТ. 3, ). ç‡Ë‚˚Ò¯‡fl ÁÓ̇, Û Ó‚ÌË ÍÓÚÓ ÓÈ Ô Ë í = 0 ˆВОЛНУП Б‡ФУОМВМ˚, М‡Б˚‚‡ВЪТfl ‚‡ОВМЪМУИ, ‡ ТОВ‰Ы˛- ˘‡fl Б‡ МВИ ФЫТЪ‡fl БУМ‡ – БУМУИ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ. з‡

106

лйкйлйЗлдав йЕкДбйЗДнЦгъзхв ЬмкзДг, ‹1, 1999

ËÒ. 3, · Ф Л‚В‰ВМ˚ ЛПВММУ ˝ЪЛ ‰‚В ‡Б В¯ВММ˚В БУМ˚, ‡Б‰ВОВММ˚В ЛМЪВ ‚‡ОУП Ög .

г˛·УВ УЪНОУМВМЛВ УЪ ФВ ЛУ‰Л˜ВТНУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ Н ЛТЪ‡ОО‡ ‚˚Б˚‚‡ВЪ ФУfl‚ОВМЛВ ‡Б В¯ВММ˚ı Ы У‚- МВИ ˝МВ „ЛЛ ‚ Б‡Ф В˘ВММУИ БУМВ (Ö1, Ö2, Ö3). ь‚ОflВЪТfl ОЛ Ы У‚ВМ¸, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ЛИ ‰ВЩВНЪЫ, Б‡ФУОМВМ- М˚П ˝ОВНЪ УМУП ЛОЛ ФЫТЪ˚П, Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ФУОУКВМЛfl Ы У‚Мfl оВ ПЛ ÖF ‚ ‰‡ММУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ. ЗТВ ˝ОВНЪ УММ˚В Ы У‚МЛ, ‡ТФУОУКВММ˚В МЛКВ ÖF (Ö2 Ë Ö3 ̇ ËÒ. 3, ·), Б‡ФУОМВМ˚, ‡ ‡ТФУОУКВММ˚В ‚˚¯В ÖF (Ö1 ̇ ËÒ. 3, ·) ФЫТЪ˚. лОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ ТУУЪМУ¯ВМЛfl ÖF Л Ы У‚Мfl ‰ВЩВНЪ‡ В„У Б‡ fl- ‰У‚УВ ТУТЪУflМЛВ ПУКВЪ ЛБПВМflЪ¸Тfl. З Ф УТЪВИ¯ВП ТОЫ˜‡В ‰ВЩВНЪ У·О‡‰‡ВЪ ЪУО¸НУ ‰‚ЫПfl Б‡ fl‰У‚˚ПЛ ТУТЪУflМЛflПЛ. ЦТОЛ ˝ЪЛ ТУТЪУflМЛfl УФ В‰ВОfl˛ЪТfl Б‡-fl‰‡ПЛ +e Ë 0, ÚÓ ˆÂÌÚ Ì‡Á˚‚‡ÂÚÒfl ‰ÓÌÓ Ì˚Ï, ‡ ‚ ÒÎÛ˜‡Â −e Ë 0 – ‡ÍˆÂÔÚÓ Ì˚Ï. Ç Ì‡¯ÂÏ Ô ËÏ  ÂÒÎË ˆÂÌÚ ˚ Ò Û Ó‚ÌflÏË Ö2 Ë Ö3 – ‡НˆВФЪУ ˚, ЪУ УМЛ МВТЫЪ Б‡ fl‰ −e.

ЗВТ¸П‡ ‚‡КМУИ ı‡ ‡НЪВ ЛТЪЛНУИ ‰ВЩВНЪ‡ fl‚ОflВЪТfl ФУОУКВМЛВ ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНУ„У Ы У‚Мfl УЪМУТЛЪВО¸МУ Н ‡fl ‡Б В¯ВММУИ БУМ˚ (ÖC ËÎË ÖV). èÛÒÚ¸ Ö1 – Û Ó‚Â̸ ‰ÓÌÓ ÌÓ„Ó, ‡ Ö3 – Û Ó‚Â̸ ‡ÍˆÂÔÚÓ ÌÓ- „Ó ˆÂÌÚ Ó‚ Ë ÔÛÒÚ¸ ‚˚ÔÓÎÌflÂÚÒfl ÛÒÎÓ‚ËÂ

ÖC Ö1 ! kT,

Ö3 ÖV ! kT,

(1)

„‰Â k – ФУТЪУflММ‡fl ЕУО¸ˆП‡М‡. нУ„‰‡ У·‡ Ы У‚Мfl М‡- Б˚‚‡˛ЪТfl ПВОНЛПЛ. щЪУ УБМ‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ ВТОЛ ТЫ˘ВТЪ- ‚Ы˛Ъ ˆВМЪ ˚ ЪУО¸НУ У‰МУ„У ЪЛФ‡, ЪУ УМЛ Ф Л ЪВПФВ-‡ЪЫ В, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВИ ‚˚ФУОМВМЛ˛ ЫТОУ‚Лfl (1), ·Ы‰ЫЪ ФУОМУТЪ¸˛ ЛУМЛБУ‚‡М˚ (Б‡ flКВМ˚). нУ ВТЪ¸ ‰УМУ ˚ ФУОМУТЪ¸˛ УЪ‰‡‰ЫЪ ˝ОВНЪ УМ˚ ‚ БУМЫ Ф У‚У- ‰ЛПУТЪЛ, ‡ ‡НˆВФЪУ ˚ Б‡ı‚‡ЪflЪ ˝ОВНЪ УМ˚ ЛБ ‚‡ОВМЪМУИ БУМ˚, УТЪ‡‚Л‚ ФУ‰‚ЛКМ˚В МУТЛЪВОЛ Б‡ fl‰‡ – ‰˚ НЛ. аПВММУ ‚‚В‰ВМЛВП ‰ВЩВНЪУ‚ Т ПВОНЛПЛ Ы У‚МflПЛ Л УТЫ˘ВТЪ‚ОflВЪТfl ТУБ‰‡МЛВ У·О‡ТЪВИ Т ˝ОВНЪ УММУИ ЛОЛ ‰˚ У˜МУИ Ф У‚У‰ЛПУТЪ¸˛.

д‡Н ЛБ‚ВТЪМУ ЛБ ¯НУО¸МУ„У НЫ Т‡, ‰Оfl П‡ЪВ Л‡- ОУ‚ „ ЫФФ˚ АIV (Ge Л Si) Ъ‡НЛПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ fl‚Оfl˛Ъ- Тfl ‡ЪУП˚ Б‡ПВ˘ВМЛfl III (‡НˆВФЪУ ˚) Л V (‰УМУ ˚) „ ЫФФ. СВИТЪ‚ЛЪВО¸МУ, ‰Оfl „В П‡МЛfl ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛВ Б‡БУ ˚ ПВК‰Ы Ы У‚МflПЛ Ф ЛПВТМ˚ı ˆВМЪ У‚ Л

·

 

˝ОВНЪУМ‡щМВ„Лfl

ÁÓÌ˚ê‡Á¯ÂÌÌ˚Â

II

 

 

 

 

EC

 

 

E1

 

Eg

EF

 

 

E2

 

 

E3

 

 

EV

 

 

I

êËÒ. 3. щМВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ТФВНЪ ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ Л‰В- ‡О¸МУП () Л ‰ВЩВНЪМУП (·) Í ËÒڇηı: I – ‚‡ÎÂÌÚ- ̇fl ÁÓ̇, II – БУМ‡ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ, Öë Ë ÖV – Í ‡fl‡Á ¯ÂÌÌ˚ı ÁÓÌ

ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ЛПЛ „ ‡МЛˆ‡ПЛ ‡Б В¯ВММ˚ı БУМ ТУТЪ‡‚Оfl˛Ъ УНУОУ 0,01 ˝З, ˜ЪУ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ ПВМ¸¯В БМ‡˜ВМЛИ kT Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В (0,025 ˝З). З П‡ЪВ Л‡О‡ı А3Ç5 ‰УМУ ‡ПЛ fl‚Оfl˛ЪТfl ‡ЪУП˚ Б‡ПВ- ˘ВМЛfl VI „ ЫФФ˚, ‡ ‡НˆВФЪУ ‡ПЛ – II „ ЫФФ˚. аМЪВ-ВТМУ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ Ф ЛПВТЛ IV „ ЫФФ˚, М‡Ф ЛПВ Si, ПУ„ЫЪ ‚˚ФУОМflЪ¸ У·В УОЛ ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ ЪУ„У, ‚ Н‡НУИ ФУ‰ В¯ВЪНВ УМЛ Б‡МЛП‡˛Ъ ЫБВО.

м У‚МЛ, ‰Оfl НУЪУ ˚ı ЫТОУ‚ЛВ (1) МВ ‚˚ФУОМflВЪТfl, М‡Б˚‚‡˛Ъ „ОЫ·УНЛПЛ. д‡Н Ф ‡‚ЛОУ, Ъ‡НЛВ ‰ВЩВНЪ˚ fl‚Оfl˛ЪТfl ˝ЩЩВНЪЛ‚М˚ПЛ ˆВМЪ ‡ПЛ ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸- МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡. и УˆВТТ˚ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, Н‡Н ЛБ‚ВТЪМУ, УФ В‰ВОfl˛Ъ ‚ ВПfl ‚УТТЪ‡МУ‚ОВМЛfl ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУ„У ‡‚МУ‚ВТЛfl ‚ ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ТЛТЪВПВ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡. и ЛПВ-УП ПУ„ЫЪ ТОЫКЛЪ¸ А-ˆВМЪ ‚ Ge Л Si Л НУПФОВНТ AsGa ‚ ‡ ТВМЛ‰В „‡ООЛfl. й˜В‚Л‰МУ, ˜ЪУ ‰ВОВМЛВ Ы У‚МВИ ‰ВЩВНЪУ‚ М‡ ПВОНЛВ Л „ОЫ·УНЛВ ‰У ЛБ‚ВТЪМУИ ТЪВФВМЛ УЪМУТЛЪВО¸МУ, Л·У ТУУЪМУ¯ВМЛВ (1) Б‡- ‚ЛТЛЪ УЪ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ Л ‚ТВ„‰‡ ПУКМУ ‚˚· ‡Ъ¸ ТЪУО¸ МЛБНУВ БМ‡˜ВМЛВ í, ˜ÚÓ ÓÌÓ Ì‡ Û¯ËÚÒfl.

еЦпДзабех йЕкДбйЗДзаь СЦоЦднйЗ З дкалнДггДп

д‡Н ЫКВ УЪПВ˜‡ОУТ¸ ‚У ‚‚В‰ВМЛЛ, Ъ‡НЛВ ‡НЪЛ‚- М˚В ‚УБ‰ВИТЪ‚Лfl М‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛНЛ, Н‡Н М‡„ В‚, ‰ВЩУ П‡ˆЛfl, ‡‰Л‡ˆЛfl Л ‰ ., ‚В‰ЫЪ Н ЩУ ПЛ У‚‡- МЛ˛ ‰ВЩВНЪУ‚. б‰ВТ¸ П˚ Ы‰ВОЛП УТМУ‚МУВ ‚МЛП‡МЛВ ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММУПЫ Л ‡‰Л‡ˆЛУММУПЫ ПВı‡МЛБ- П‡П ‰ВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡МЛfl. иВ ‚Л˜М˚П Ф У‰ЫНЪУП Ф Л О˛·УП ПВı‡МЛБПВ fl‚ОflВЪТfl ‚УБМЛНМУ‚ВМЛВ Ф‡-˚о ВМНВОfl.дУМВ˜М˚И ВБЫО¸Ъ‡ЪУФ В‰ВОflВЪТfl‚УБПУКМУТЪ¸˛ ФВ ВПВ˘ВМЛfl (‰ЛЩЩЫБЛЛ) НУПФУМВМЪ ˝ЪУИ Ф‡ ˚ V Л I ФУ Н ЛТЪ‡ООЫ Л ЩУ ПЛ У‚‡МЛfl ЫТЪУИ˜Л‚˚ı НУПФОВНТУ‚, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ Т Ф ЛПВТМ˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ. иУ˝ЪУПЫ Ф ВК‰В ‚ТВ„У П˚ УТЪ‡МУ‚ЛПТfl М‡ ПВЪУ‰‡ı ТУБ‰‡МЛfl ФУТОВ‰МЛı ‚ Ф УˆВТТВ УТЪ‡ Н ЛТЪ‡ОО‡.

уЪУ Н‡Т‡ВЪТfl ПВı‡МЛ˜ВТНЛı ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛИ, ЪУ УЪМУТЛЪВО¸МУ МВ·УО¸¯ЛВ ‰ВЩУ П‡ˆЛЛ (‚ Ф В‰ВО‡ı ‚˚- ФУОМВМЛfl Б‡НУМ‡ ЙЫН‡), МВ ‚˚Б˚‚‡fl МВФУТ В‰ТЪ‚ВММУ ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ЪУ˜В˜М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚, ‚ОЛfl˛Ъ М‡ ЫТОУ‚ЛВ В‡ОЛБ‡ˆЛЛ ЫН‡Б‡ММ˚ı ‚˚¯В ‰‚Ыı ПВı‡МЛБПУ‚, Л П˚ Ф У‡М‡ОЛБЛ ЫВП ˝ЪУ ‚ОЛflМЛВ. и Л БМ‡˜Л- ЪВО¸М˚ı ‰ВЩУ П‡ˆЛflı ‚ Н ЛТЪ‡ОО‡ı ЩУ ПЛ Ы˛ЪТfl Ф УЪflКВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚-‰ЛТОУН‡ˆЛЛ. й·ТЫК‰ВМЛВ ˝ЪЛı Ф УˆВТТУ‚ ‚˚ıУ‰ЛЪ Б‡ ‡ПНЛ М‡ТЪУfl˘ВИ ТЪ‡Ъ¸Л.

1.З‚В‰ВМЛВ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Ф УˆВТТВ УТЪ‡ Н ЛТЪ‡ООУ‚

и УˆВТТ ‚˚ ‡˘Л‚‡МЛfl ТУ‚В ¯ВММ˚ı ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚˚ı Н ЛТЪ‡ООУ‚ ‚ВТ¸П‡ ТОУКВМ Л Ъ В·ЫВЪ Ф ЛПВМВМЛfl ‚˚ТУНУН‡˜ВТЪ‚ВММУ„У У·У Ы‰У‚‡МЛfl, У·ТОЫКЛ‚‡ВПУ„У УФ˚ЪМ˚П ФВ ТУМ‡ОУП. г˛·УВ МВБМ‡˜ЛЪВО¸МУВ УЪНОУМВМЛВ УЪ Б‡‰‡ММУ„У ВКЛП‡ ‚В‰ВЪ Н МВНУМЪ УОЛ ЫВПУПЫ У· ‡БУ‚‡МЛ˛ ЪУ˜В˜М˚ı Л Ф У- ЪflКВММ˚ı ‰ВЩВНЪУ‚. ЕЫ‰ВП Т˜ЛЪ‡Ъ¸, ˜ЪУ ЫН‡Б‡ММ˚В Ф У·ОВП˚ ЛТНО˛˜ВМ˚ Л ‰ВЩВНЪ˚ ‚‚У‰flЪТfl ˆВОВМ‡- Ф ‡‚ОВММУ. щЪУЪ Ф УˆВТТ М‡Б˚‚‡ВЪТfl ОВ„Л У‚‡МЛВП.

дДтдДкйЗ и.д. йЕкДбйЗДзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З ийгмикйЗйСзадйЗхп дкалнДггДп

107

и Л ˝ЪУП Ф ВТОВ‰Ы˛ЪТfl, Н‡Н Ф ‡‚ЛОУ, ‰‚В ˆВОЛ: ЫФ-‡‚ОВМЛВ ˝ОВНЪ УФ У‚У‰МУТЪ¸˛ Н ЛТЪ‡ОО‡ ЛОЛ В- НУП·ЛМ‡ˆЛУММ˚ПЛ Ф УˆВТТ‡ПЛ ‚ МВП.

З ФВ ‚УП ТОЫ˜‡В, Н‡Н УЪПВ˜‡ОУТ¸ ‚˚¯В, МВУ·ıУ- ‰ЛПУ ‚‚ВТЪЛ ‰ВЩВНЪ˚, У·О‡‰‡˛˘ЛВ ПВОНЛПЛ Ы У‚- МflПЛ. СОfl Ge Л Si ‰УМУ ‡ПЛ ТОЫК‡Ъ ‡ЪУП˚ P, As, Sb, Bi, ‡ ‡НˆВФЪУ ‡ПЛ – B, Al, Ga, In, Б‡ПВ˘‡˛˘ЛВ ‡ЪУПВ¯ВЪНЛ ‚ ЫБОВ. З П‡ЪВ Л‡О‡ı А3Ç5 ‰УМУ ‡ПЛ ·Ы‰ЫЪ ‡ЪУП˚ S, Se, Te, Б‡ПВ˘‡˛˘ЛВ ˝ОВПВМЪ З ‚ ЫБОВ, ‡ ‡Н- ˆВФЪУ ‡ПЛ – ‡ЪУП˚ Be, Mg, Zn Л Cd, Б‡ПВ˘‡˛˘ЛВ ˝ОВПВМЪ А ‚ ЫБОВ. д‡Н ЫКВ УЪПВ˜‡ОУТ¸, ˝ОВПВМЪ˚ IV „ ЫФФ˚ Ge, Si, Sn ПУ„ЫЪ Л„ ‡Ъ¸ УО¸ У·УЛı ЪЛФУ‚ Ф ЛПВТВИ. З П‡ЪВ Л‡О‡ı АIIÇVI Ë АIVÇIV ˝ОВНЪ УФ У- ‚У‰МУТЪ¸ В„ЫОЛ ЫВЪТfl ТУ·ТЪ‚ВММ˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ, ‚УБМЛН‡˛˘ЛПЛ Ф Л УЪНОУМВМЛЛ ТУТЪ‡‚‡ Н ЛТЪ‡ОО‡ УЪ ТЪВıЛУПВЪ Л˜ВТНУ„У (‰ВЩЛˆЛЪ ‡ЪУПУ‚ А ЛОЛ З).

ЗУ ‚ЪУ УП ТОЫ˜‡В ‚МУТflЪТfl ‡ЪУП˚ Ф ЛПВТЛ, ЛПВ- ˛˘ЛВ „ОЫ·УНЛВ ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛВ Ы У‚МЛ. йМЛ Л„ ‡˛ЪУО¸ ˝ЩЩВНЪЛ‚М˚ı ВНУП·ЛМ‡ˆЛУММ˚ı ˆВМЪ У‚ Л ТМЛК‡˛Ъ ‚ ВПfl ЫТЪ‡МУ‚ОВМЛfl ‡‚МУ‚ВТЛfl Ф Л ‚‚В- ‰ВМЛЛ ЛБ·˚ЪУ˜М˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚ Л ‰˚ УН. щЪУ ·˚‚‡ВЪ МВУ·ıУ‰ЛПУ Ф Л ТУБ‰‡МЛЛ ·˚ТЪ У‰ВИТЪ‚Ы˛˘Лı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı Ф Л·У У‚. н‡НЛПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ fl‚- Оfl˛ЪТfl Ф ЛПВТЛ ЪflКВО˚ı Л ·О‡„У У‰М˚ı ПВЪ‡ООУ‚: Fe, Ni, Cr, Cu, Ag, Au Л ‰ .

гВ„Л У‚‡МЛВ ‚ Ф УˆВТТВ УТЪ‡ Н ЛТЪ‡ОО‡ УТЫ˘В- ТЪ‚ОflВЪТfl Б‡ Т˜ВЪ ‚‚В‰ВМЛfl ‚ ‡ТЪ‚У ЛОЛ ‡ТФО‡‚, ЛБ НУЪУ У„У ЩУ ПЛ ЫВЪТfl У· ‡БВˆ, МВУ·ıУ‰ЛПУ„У НУОЛ˜ВТЪ‚‡ ‡ЪУПУ‚ Ф ЛПВТЛ. лУ·ТЪ‚ВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚ (‚‡Н‡МТЛЛ Л ПВК‰УЫБВО¸М˚В ‡ЪУП˚) ‚ ·ЛМ‡ МУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ ПУКМУ ТУБ‰‡‚‡Ъ¸ ‚˚ ‡˘Л‚‡fl Н ЛТ- Ъ‡ОО Ф Л ‰ВЩЛˆЛЪВ У‰МУИ ЛБ НУПФУМВМЪ.

2. нВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММ˚В ‰ВЩВНЪ˚

ЦТОЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ Ы Л‰В‡О¸МУ„У (·ВБ‰ВЩВНЪМУ„У) Н ЛТЪ‡ОО‡ ФУ‚˚ТЛЪ¸ УЪ ‡·ТУО˛ЪМУ„У МЫОfl ‰У МВНУЪУ-У„У БМ‡˜ВМЛflí > 0, ЪУ ‚ МВП ‚УБМЛНМЫЪ ТУ·ТЪ‚ВММ˚В ‰ВЩВНЪ˚. щЪУЪ Ф УˆВТТ Ф У˘В Ф В‰ТЪ‡‚ЛЪ¸ Т ЛТФУО¸- БУ‚‡МЛВП НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММУИ ‰Л‡„ ‡ПП˚ ( ЛТ. 4). иУТОВ‰Мflfl Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ ФУЪВМˆЛ‡О¸МУИ ˝МВ „ЛЛ U МВНУЪУ УИ У·О‡ТЪЛ Н ЛТЪ‡ОО‡ УЪ У·У·˘ВММУИ НУУ ‰ЛМ‡Ъ˚ Q, УО¸ НУЪУ УИ, ‚ ˜‡- ТЪМУТЪЛ, ПУКВЪ Л„ ‡Ъ¸ ‡ТТЪУflМЛВ ПВК‰Ы ‰‚ЫПfl ТУТВ‰МЛПЛ ‡ЪУП‡ПЛ ‚ В¯ВЪНВ. А·ТУО˛ЪМ˚И ПЛМЛПЫП М‡ Н Л‚УИ U(Q) Ô Ë Q = Q0 ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ФУОУКВМЛ˛ У·УЛı ‡ЪУПУ‚ ‚ ЫБО‡ı В¯ВЪНЛ, ‡ ПЛМЛПЫП Ф Л Q = Q1 – ТПВ˘ВМЛ˛ У‰МУ„У ЛБ ‡ЪУПУ‚ ‚ ·ОЛК‡И¯ВВ ПВК‰УЫБОЛВ. н‡НЛП У· ‡БУП, ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММУВ У· ‡БУ‚‡МЛВ ‰ВЩВНЪ‡ Т‚flБ‡МУ ТУ ТОЫ˜‡ИМУИ ‡ТН‡˜- НУИ ЪВФОУ‚˚ı НУОВ·‡МЛИ ‡ЪУПУ‚ ‚ МВНУЪУ УП ПЛН-УТНУФЛ˜ВТНУП Ы˜‡ТЪНВ Н ЛТЪ‡ОО‡ ‰У ‰УТЪЛКВМЛfl П‡НТЛПЫП‡ М‡ Н Л‚УИ U(Q).

ê‡ÁÛÔÓ fl‰Ó˜ÂÌËÂ Í ËÒڇη Ô Ë í > 0 ˝МВ „ВЪЛ- ˜ВТНЛ ‚˚„У‰МУ, Ъ‡Н Н‡Н ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ УТЪЫ ˝МЪ У- ФЛЛ. ЗВ УflЪМУТЪЛ У· ‡БУ‚‡МЛfl ЛБУОЛ У‚‡ММ˚ı ‚‡- Н‡МТЛИ, ПВК‰УЫБВО¸М˚ı ‡ЪУПУ‚, Ф‡ о ВМНВОfl Л Ъ.‰.‡ТТ˜ЛЪ˚‚‡˛ЪТfl ПВЪУ‰‡ПЛ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛНЛ. З Ф У-

U

EA

Q0

Q1

Q

êËÒ. 4. дУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММ‡fl ‰Л‡„ ‡ПП‡, ФУflТМfl˛- ˘‡fl ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММ˚И ПВı‡МЛБП У· ‡БУ‚‡- МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚. Q0 Ë Q1 ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛Ъ В„ЫОfl МУПЫ Л ‰ВЩВНЪМУПЫ ТУТЪУflМЛflП ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ

ТЪВИ¯ВП ТОЫ˜‡В У‰МУ‡ЪУПМУ„У ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ЛБУОЛ У‚‡ММ˚ı ‚‡Н‡МТЛИ

NV = N0exp

 

EA

,

(2)

 

–-----

 

kT

 

 

„‰Â N0 – ÍÓ̈ÂÌÚ ‡ˆËfl ‡ÚÓÏÓ‚ ‚ Í ËÒÚ‡ÎÎÂ, ÖА – ˝МВ „Лfl У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪ‡. д‡Н ‚Л‰МУ ЛБ ЛТ. 4, ‚ВОЛ˜ЛМ‡ ÖА Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ ‡БМУТЪ¸ ˝МВ „ЛИ

EA = U(Q1) − U(Q0) ‚ УТМУ‚МУП Л ‰ВЩВНЪМУП ТУТЪУflМЛflı. бМ‡˜ВМЛВ ÖА ‰Оfl ‡БОЛ˜М˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚

ТУТЪ‡‚ОflВЪ 1–3 ˝З. и Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММ˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ Ф ВМВ· ВКЛПУ П‡О‡: ‰Оfl ÖА = 2 ˝Ç, í = 300 ä, N0 = = 1022 ÒÏ−3 ÍÓ̈ÂÌÚ ‡ˆËfl ‚‡Í‡ÌÒËÈ NV = 2 10−13 ÒÏ−3. мН‡Б‡ММУВ БМ‡˜ВМЛВ М‡ıУ‰ЛЪТfl ‰‡ОВНУ Б‡ Ф В‰ВО‡ПЛ У·М‡ ЫКВМЛfl ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘ЛПЛ ПВЪУ‰‡ПЛ. дУМˆВМЪ-‡ˆЛfl ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ВП˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ ТЪ‡МУ‚ЛЪТfl БМ‡- ˜ЛЪВО¸МУИ Ф Л ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı ‚·ОЛБЛ ЪУ˜НЛ ФО‡‚ОВМЛfl Н ЛТЪ‡ОО‡ íÔÎ . й‰М‡НУ Ф Л Ъ‡НЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı, Н‡Н Ф ‡‚ЛОУ, Б‡Ъ Ы‰МВМ˚ ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚В ЛТТОВ‰У‚‡МЛfl. иУ˝ЪУПЫ ‰Оfl ЛБЫ˜ВМЛfl ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡- ˆЛУММ˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ У·˚˜МУ ЛТФУО¸БЫ˛Ъ ПВЪУ‰ Б‡- Н‡ОНЛ: ‚˚‰В КЛ‚‡˛Ъ У· ‡БВˆ Ф Л í íÔÎ Л Б‡ЪВПВБНУ УıО‡К‰‡˛Ъ. и Л ˝ЪУП БМ‡˜ЛЪВО¸М‡fl ˜‡ТЪ¸ ‚УБМЛН¯Лı Ф Л ‚˚ТУНУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В ‰ВЩВНЪУ‚ УН‡Б˚- ‚‡ВЪТfl Б‡ПУ УКВММУИ, ЪУ ВТЪ¸ ТУı ‡МflВЪТfl ‰УТЪ‡ЪУ˜- МУ ‰УО„У. З У·˚˜М˚ı ЫТОУ‚Лflı Ы‰‡ВЪТfl В‡ОЛБУ‚‡Ъ¸ ТНУ УТЪЛ УıО‡К‰ВМЛfl У· ‡Бˆ‡ T/ t 104 д/Т. и Л ЛТФУО¸БУ‚‡МЛЛ ‰Оfl М‡„ В‚‡ ФУ‚В ıМУТЪЛ Н ЛТЪ‡ОО‡ НУ УЪНУ„У (10−11–10−8 Т) О‡БВ МУ„У ЛПФЫО¸Т‡ ‚ВОЛ- ˜ЛМ˚ T/ t ÒÓÒÚ‡‚Îfl˛Ú 109–1010 ä/Ò Ë ·ÓÎÂÂ.

й˜В‚Л‰МУ, ˜ЪУ ‰ВЩВНЪ˚, ТЩУ ПЛ У‚‡ММ˚В Ф Л Б‡Н‡ОНВ, fl‚Оfl˛ЪТfl МВ ‡‚МУ‚ВТМ˚ПЛ. иУ‚˚¯‡fl ЪВПФВ ‡ЪЫ Ы Н ЛТЪ‡ОО‡ ‰У МВНУЪУ У„У БМ‡˜ВМЛfl í Л ПВ‰ОВММУ Б‡ЪВП УıО‡К‰‡fl В„У, ПУКМУ ЫТЪ ‡МЛЪ¸ Б‡Н‡ОУ˜М˚В ‰ВЩВНЪ˚. н‡Н‡fl УФВ ‡ˆЛfl МВБ‡‚ЛТЛПУ УЪ Ф Л˜ЛМ˚ ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ М‡Б˚‚‡ВЪТfl УЪКЛ„УП. иУ‰‡‚Оfl˛˘ВВ ·УО¸¯ЛМТЪ‚У ‰ВЩВНЪУ‚

108

лйкйлйЗлдав йЕкДбйЗДнЦгъзхв ЬмкзДг, ‹1, 1999

УЪКЛ„‡˛ЪТfl ‚ Ge Л Si Ф Л ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı 600 Л 900 д ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ ‚ ЪВ˜ВМЛВ 30–60 ПЛМЫЪ.

3. ꇉˇˆЛУММ˚В ‰ВЩВНЪ˚

ꇉˇˆЛУММ˚ПЛ ‰ВЩВНЪ‡ПЛ М‡Б˚‚‡˛Ъ ·УОВВ ЛОЛ ПВМВВ ЫТЪУИ˜Л‚˚В М‡ Ы¯ВМЛfl ТЪ ЫНЪЫ ˚ Н ЛТЪ‡ОО‡, ‚УБМЛН‡˛˘ЛВ ФУ‰ ‰ВИТЪ‚ЛВП НУ ФЫТНЫОfl МУ„У ЛОЛ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМУ„У ЛБОЫ˜ВМЛИ.

д‡Н ЫКВ УЪПВ˜‡ОУТ¸, ФВ ‚Л˜М˚ПЛ М‡ Ы¯ВМЛflПЛ ТЪ ЫНЪЫ ˚ Ф Л О˛·УП ПВı‡МЛБПВ ‰ВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡- МЛfl fl‚Оfl˛ЪТfl Ф‡ ˚ о ВМНВОfl. й·˚˜МУ ТЫ˘ВТЪ‚ЫВЪ ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ·‡ ¸В , Ф ВФflЪТЪ‚Ы˛˘ЛИ ‡ММЛ„Л- ОflˆЛЛ ‚‡Н‡МТЛЛ Л ПВК‰УЫБВО¸МУ„У ‡ЪУП‡, МУ УМ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ П‡О. й‰М‡НУ У·В НУПФУМВМЪ˚ Ф‡ ˚ о ВМНВОfl ЛОЛ У‰М‡ ЛБ МЛı, Н‡Н Ф ‡‚ЛОУ, ‚ВТ¸П‡ ФУ- ‰‚ЛКМ˚, Л Ф‡ ‡ ‡ТıУ‰ЛЪТfl. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ‚Б‡ЛПУ- ‰ВИТЪ‚Лfl Т Ф ЛПВТflПЛ, ‰ Ы„ЛПЛ ТЪ ЫНЪЫ М˚ПЛ ‰В- ЩВНЪ‡ПЛ ЩУ ПЛ Ы˛ЪТfl ЫТЪУИ˜Л‚˚В НУПФОВНТ˚, НУЪУ ˚В Л УФ В‰ВОfl˛Ъ ‡‰Л‡ˆЛУММУВ ФУ‚ ВК‰ВМЛВ Н ЛТЪ‡ОО‡.

З У·˘ВП ТОЫ˜‡В Ф ЛТЫЪТЪ‚Ы˛Ъ ‰‚В ‚УБПУКМУТЪЛ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪ‡ Ф Л ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛЛ ЛБОЫ˜ВМЛfl: Ф flПУВ ТЪУОНМУ‚ВМЛВ ·˚ТЪ УИ ˜‡ТЪЛˆ˚ Т ‡ЪУПУПВ¯ВЪНЛ ЛОЛ ·УОВВ ТОУКМ˚И Ф УˆВТТ, Т‚flБ‡ММ˚И Т ‚УБ·ЫК‰ВМЛВП ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ТЛТЪВП˚ Н ЛТЪ‡ОО‡.

к‡ТТПУЪ ЛП ФВ ‚˚И ТОЫ˜‡И. й˜В‚Л‰МУ, УМ В‡- ОЛБЫВЪТfl ‰Оfl ˜‡ТЪЛˆ, МВТЫ˘Лı Б‡ПВЪМ˚И ЛПФЫО¸Т, ЪУ ВТЪ¸ ‰Оfl ˝ОВНЪ УМУ‚, ЛУМУ‚ Л МВИЪ УМУ‚. 䂇МЪ˚ ˝ОВНЪ УП‡„МЛЪМУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl, ‰‡КВ ТЪУО¸ ˝МВ „Л˜- М˚В, Н‡Н γ-Н‚‡МЪ˚, МВФУТ В‰ТЪ‚ВММУ МВ ТПВ˘‡˛Ъ ‡ЪУП˚ ЛБ ЫБОУ‚ В¯ВЪНЛ. й‰М‡НУ, ФВ В‰‡‚‡fl Т‚У˛ ˝МВ „Л˛ ˝ОВНЪ УМ‡П ‚ fl‰В МУП ЩУЪУ˝ЩЩВНЪВ (‰У МВТНУО¸НЛı ПВ„‡˝ОВНЪ УМ‚УО¸Ъ), УМЛ ПУ„ЫЪ ЛМЛˆЛ- Л У‚‡Ъ¸ У· ‡БУ‚‡МЛВ ‰ВЩВНЪ‡. и Л Ы‰‡ МУП ПВı‡- МЛБПВ ТПВ˘ВМЛВ ‡ЪУП‡ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ТЪУО¸ ·˚ТЪ У, ˜ЪУ В„У УН ЫКВМЛВ МВ ЫТФВ‚‡ВЪ ФВ ВТЪ УЛЪ¸Тfl, Ф Л- ˜ВП Ф УˆВТТ МВ Л‰ВЪ ФУ ФЫЪЛ М‡ЛПВМ¸¯Лı ˝МВ „ВЪЛ- ˜ВТНЛı Б‡Ъ ‡Ъ. щЪУ Ф Л‚У‰ЛЪ Н ЪУПЫ, ˜ЪУ ˝МВ „Лfl Ed , НУЪУ Ы˛ МВУ·ıУ‰ЛПУ ФВ В‰‡Ъ¸ ‡ЪУПЫ В¯ВЪНЛ ‰Оfl В„У ‰УТЪУ‚В МУ„У ТПВ˘ВМЛfl ЛБ ЫБО‡, ‚ 4–5 ‡Б Ф В- ‚˚¯‡ВЪ ˝МВ „Л˛ ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММУ„У У· ‡БУ‚‡- МЛfl ‰ВЩВНЪ‡. й·˚˜МУ Ed ÒÓÒÚ‡‚ÎflÂÚ 10–20 ˝Ç ‰Îfl‡Á΢Ì˚ı χÚ ˇÎÓ‚.

ùÌ „˲ ER , ФВ В‰‡‚‡ВПЫ˛ ‡ЪУПЫ В¯ВЪНЛ, ПУКМУ ‡ТТ˜ЛЪ‡Ъ¸ ЛБ Б‡НУМУ‚ ТУı ‡МВМЛfl ЛПФЫО¸Т‡ Л ˝МВ „ЛЛ, Ф В‰ФУО‡„‡fl Ы‰‡ ‡·ТУО˛ЪМУ ЫФ Ы„ЛП. бМ‡˜ВМЛВ ER ·Ы‰ВЪ П‡НТЛП‡О¸М˚П Ф Л ˆВМЪ ‡О¸МУП ТЪУОНМУ‚ВМЛЛ, Л ‰Оfl МВ ВОflЪЛ‚ЛТЪТНЛı ˜‡ТЪЛˆ (ЛУ- М˚ Л МВИЪ УМ˚)

ERmax =

-----4----M-----1--M------2-----

E,

(3)

 

(M1 + M2)2

 

 

„‰Â å1 Ë å2 – χÒÒ˚ ̇ÎÂÚ‡˛˘ÂÈ ˜‡ÒÚˈ˚ Ë ‡ÚÓχ¯ÂÚÍË ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ÂÌÌÓ, Ö – ˝Ì „Ëfl ˜‡ÒÚˈ˚, ‡ÚÓÏ Â¯ÂÚÍË Ò˜ËÚ‡ÂÚÒfl ÔÓÍÓfl˘ËÏÒfl.

ÖÒÎË ER > Ed , ЪУ Ф УЛТıУ‰ЛЪ У· ‡БУ‚‡МЛВ ‰ВЩВН- Ъ‡. щМВ „Лfl, ФВ В‰‡ММ‡fl ‡ЪУПЫ В¯ВЪНЛ, ПУКВЪ ·˚Ъ¸

Á̇˜ËÚÂθÌÓÈ (ER @ Ed), Л ТПВ˘ВММ˚И ‡ЪУП Ф Л Т‚У- ВП ‰‚ЛКВМЛЛ ‚ Н ЛТЪ‡ООВ ‚˚·Л‚‡ВЪ МУ‚˚В ‡ЪУП˚ ЛБ ЫБОУ‚. нВ, ‚ Т‚У˛ У˜В В‰¸, Ъ‡НКВ ФУОЫ˜‡˛Ъ ‰УТЪ‡ЪУ˜- МЫ˛ ˝МВ „Л˛ ‰Оfl У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚. н‡НЛП У·-‡БУП ‡Б‚Л‚‡ВЪТfl Н‡ТН‡‰ ТПВ˘ВМЛИ, Л ‚ Ф УТЪВИ- ¯ВИ ПУ‰ВОЛ ФУОМУВ ˜ЛТОУ ТПВ˘ВММ˚ı ‡ЪУПУ‚

Nd =

---E----R---,

(4)

 

2E d

 

„‰Â ÔÓ‰ ER ÔÓ‰ ‡ÁÛÏ‚‡ÂÚÒfl ˝Ì „Ëfl, Ô ‰‡Ì̇fl ·˚ÒÚ ÓÈ ˜‡ÒÚˈÂÈ Ô ‚˘ÌÓÏÛ ‡ÚÓÏÛ ‚ ͇Ò͇‰Â.

é˜Â‚ˉÌÓ, Á̇ÌË ‚Â΢ËÌ˚ Ed Ф ЛМˆЛФЛ‡О¸МУ ‚‡КМУ ‰Оfl УˆВМНЛ ‡‰Л‡ˆЛУММУИ ТЪУИНУТЪЛ ЪУ„У ЛОЛ ЛМУ„У П‡ЪВ Л‡О‡. йФ В‰ВОВМЛ˛ БМ‡˜ВМЛИ Ed ‰Оfl ‡БОЛ˜М˚ı Н ЛТЪ‡ООУ‚ ФУТ‚fl˘ВМУ ·УО¸¯УВ ˜ЛТОУ ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛı Л ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚ı ЛТТОВ‰У‚‡- МЛИ. З УФ˚Ъ‡ı, Н‡Н Ф ‡‚ЛОУ, ЛТФУО¸БЫ˛Ъ ПУМУ˝МВ - „ВЪЛ˜ВТНЛВ ФЫ˜НЛ ˝ОВНЪ УМУ‚. З˚·У ‚ Н‡˜ВТЪ‚В ˜‡ТЪЛˆ ˝ОВНЪ УМУ‚ У·ЫТОУ‚ОВМ Н‡Н УЪМУТЛЪВО¸МУИ Ф УТЪУЪУИ НУМТЪ ЫНˆЛИ ЫТНУ ЛЪВОВИ ‰Оfl МЛı, Ъ‡Н Л ЪВП, ˜ЪУ, ФУФ‡‰‡fl ‚ Н ЛТЪ‡ОО, УМЛ МВ ЛБПВМfl˛Ъ В„У ıЛПЛ˜ВТНУ„У ТУТЪ‡‚‡ (‚ УЪОЛ˜ЛВ УЪ ЛУМУ‚). иУfl‚ОВМЛВ ‰ВЩВНЪУ‚ В„ЛТЪ Л ЫВЪТfl ФУ ЛБПВМВМЛ˛ Н‡НЛıОЛ·У ˝ОВНЪ УЩЛБЛ˜ВТНЛı, УФЪЛ˜ВТНЛı ЛОЛ ЛМ˚ı ı‡-‡НЪВ ЛТЪЛН ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡. щМВ „Л˛ ˝ОВНЪ УМУ‚ ФО‡‚МУ Ы‚ВОЛ˜Л‚‡˛Ъ ‰У БМ‡˜ВМЛfl Ömin , Ф Л НУЪУ УП ЩЛНТЛ ЫВЪТfl ФВ ‚УВ ЛБПВМВМЛВ ЫН‡Б‡ММ˚ı Ф‡ ‡ПВЪ-У‚. л˜ЛЪ‡ВЪТfl, ˜ЪУ ˝ЪУ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ЫТОУ‚Л˛ ER = = Ed . éÚÒ˛‰‡ ΄ÍÓ ‡ÒÒ˜ËÚ‡Ú¸ ‚Â΢ËÌÛ Ed . иУТНУО¸НЫ БМ‡˜ВМЛfl Ömin У·˚˜МУ ЛПВ˛Ъ ФУ fl‰УН 1 е˝З Л ТНУ УТЪ¸ ˝ОВНЪ УМУ‚ ·ОЛБН‡ Н ТНУ УТЪЛ Т‚ВЪ‡ ‚ ‚‡- НЫЫПВ Ò, ЪУ ‚ПВТЪУ (3) МВУ·ıУ‰ЛПУ ЛТФУО¸БУ‚‡Ъ¸ В- ОflЪЛ‚ЛТЪТНУВ ТУУЪМУ¯ВМЛВ

2Emin [Emin + me c2

]

(5)

Ed = ---------------------------------------------

,

M2c2

 

 

„‰Â m – χÒÒ‡ ÔÓÍÓfl˘Â„ÓÒfl ˝ÎÂÍÚ Ó̇.

иВ ‚˚В ˝НТФВ ЛПВМЪ˚ ФУ УФ В‰ВОВМЛ˛ ‚ВОЛ˜Л- М˚ Öd Т ФУПУ˘¸˛ УФЛТ‡ММУИ ПВЪУ‰ЛНЛ Ф Л‚ВОЛ Н ‰У‚УО¸МУ МВУКЛ‰‡ММУПЫ ВБЫО¸Ъ‡ЪЫ: ıУЪfl ФУ У„ ‚УБ-‡ТЪ‡МЛfl НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚·ОЛБЛ Ö = Ömin ·˚О ‰УТЪ‡ЪУ˜МУ ВБНЛП, ЪВП МВ ПВМВВ ТЪ ЫНЪЫ М˚В М‡ Ы¯ВМЛfl ‚УБМЛН‡ОЛ Л Ф Л Ö ! Emin . ЗФУТОВ‰ТЪ‚ЛЛ „ВМВ ‡ˆЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Ъ‚В ‰˚ı ЪВО‡ı ·˚О‡ У·М‡ ЫКВ- М‡ ‰Оfl ТОЫ˜‡В‚ ВМЪ„ВМУ‚ТНУ„У (Ö 20 Н˝З) Л ‰‡КВ ЫО¸Ъ ‡ЩЛУОВЪУ‚У„У ЛБОЫ˜ВМЛfl. иУТНУО¸НЫ ‚ТВ Ъ‡НЛВ ˜‡ТЪЛˆ˚ МВТФУТУ·М˚ МВФУТ В‰ТЪ‚ВММУ ТПВТЪЛЪ¸ ‡ЪУП ЛБ ЫБО‡ В¯ВЪНЛ, ЪУ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ЛВ ПВı‡МЛБ- П˚ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ М‡Б˚‚‡˛Ъ ‰УФУ У„У‚˚ПЛ.

и Л ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛЛ ˜‡ТЪЛˆ ‰УФУ У„У‚˚ı ˝МВ „ЛИ ФВ ‚УМ‡˜‡О¸М˚П Ф УˆВТТУП fl‚ОflВЪТfl ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ТЛТЪВП˚ Н ЛТЪ‡ОО‡. и Л ˝ЪУП Ф УЛТıУ‰ЛЪ ЛБПВМВМЛВ ЩУ П˚ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММ˚ı Н Л‚˚ı U(Q), ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ ‚УБПУКМУ БМ‡˜ЛЪВО¸МУВ ТМЛКВМЛВ ·‡ ¸В ‡ ‰Оfl ФВ ВıУ‰‡ ‡ЪУП‡ ЛБ ЫБО‡ ‚ МВ-В„ЫОfl МУВ ФУОУКВМЛВ.

дДтдДкйЗ и.д. йЕкДбйЗДзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З ийгмикйЗйСзадйЗхп дкалнДггДп

109

аБ У·˘Лı ТУУ· ‡КВМЛИ ПУКМУ ТЩУ ПЫОЛ У‚‡Ъ¸ МВНУЪУ ˚В ЫТОУ‚Лfl, МВУ·ıУ‰ЛП˚В ‰Оfl В‡ОЛБ‡ˆЛЛ Ъ‡НУ„У ПВı‡МЛБП‡. ЗУ-ФВ ‚˚ı, ˝ОВНЪ УММУВ ‚УБ·ЫК- ‰ВМЛВ ‰УОКМУ ·˚Ъ¸ ОУН‡ОЛБУ‚‡МУ ‚ ПЛН УТНУФЛ˜В- ТНУП П‡Т¯Ъ‡·В, ЪУ ВТЪ¸ ‚·ОЛБЛ ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ВПУ„У ‡ЪУП‡. З ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı ˝ЪУ ‚УБПУКМУ ОЛ·У М‡ ЫКВ ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘ВП ‰ВЩВНЪВ (Ф Л ‚УБ·ЫК‰ВМЛЛ ‚‡- ОВМЪМ˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚), ОЛ·У Б‡ Т˜ВЪ ПМУ„УН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ „ОЫ·УНЛı У·УОУ˜ВН ‡ЪУП‡ В¯ВЪНЛ (‚УБ- ‰ВИТЪ‚ЛВ ·˚ТЪ ˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚, ВМЪ„ВМУ‚ТНЛı ОЫ- ˜ВИ). ЗУ-‚ЪУ ˚ı, ФВ ЛУ‰ ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡МЛfl ˝ОВНЪ УММУ„У ‚УБ·ЫК‰ВМЛfl τ˝‚ ‰УОКВМ ·˚Ъ¸ ·УО¸¯В ‚ ВПВМЛ, МВУ·ıУ‰ЛПУ„У ‰Оfl ТПВ˘ВМЛfl ‡ЪУП‡ ЛБ ЫБО‡ В¯ВЪНЛ τÒÏ . иУТОВ‰МВВ ЛПВВЪ ФУ fl‰УН ФВ ЛУ‰‡ ЪВФОУ‚˚ı НУОВ·‡МЛИ ‚ Н ЛТЪ‡ООВ ( 10−13 Ò). ç‡ÍÓ̈ ÌÂÓ·ıÓ‰Ë- ÏÓ, ˜ÚÓ·˚ ˝Ì „Ëfl, Ô ‰‡‚‡Âχfl ‡ÚÓÏÛ Ö˝‚ , ·˚О‡ ‰УТЪ‡ЪУ˜МУИ ‰Оfl ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ„У УТЪ‡ ‚В УflЪМУТЪЛ В„У ‚˚ıУ‰‡ ЛБ ЫБО‡, ЪУ ВТЪ¸ Ö˝‚ ÖА . ЗУФ УТ˚ ‰УФУ-У„У‚У„У ‰ВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡МЛfl У·ТЫК‰‡˛ЪТfl ‚ ОЛЪВ-‡ЪЫ В Т 1954 „У‰‡, ‚˚‰‚ЛМЫЪ˚ УФ В‰ВОВММ˚В ПУ‰В- ОЛ, МУ ‡Б ‡·УЪН‡ ЪВУ ЛЛ ˝ЪЛı Ф УˆВТТУ‚ В˘В ‰‡ОВН‡ УЪ Б‡‚В ¯ВМЛfl. ЗТВ Ф В‰О‡„‡ВП˚В ТıВП˚ ПУКМУ ‡Б- ‰ВОЛЪ¸ М‡ ‰‚‡ НО‡ТТ‡ ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ ТУТЪУflМЛfl ПЛН УТНУФЛ˜ВТНУИ У·О‡ТЪЛ, Ф В‰¯ВТЪ‚Ы˛˘В„У У·-‡БУ‚‡МЛ˛ ‰ВЩВНЪ‡: ПВı‡МЛБП˚ Т ˝ОВНЪ УТЪ‡ЪЛ˜ВТНУИ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪ¸˛ Л ПВı‡МЛБП˚ Т ˝ОВНЪ УММУНУОВ·‡ЪВО¸МУИ МВЫТЪУИ˜Л‚УТЪ¸˛.

щОВНЪ УТЪ‡ЪЛ˜ВТНЛВ ПВı‡МЛБП˚ ТУБ‰‡МЛfl ‰В- ЩВНЪУ‚ В‡ОЛБЫ˛ЪТfl, НУ„‰‡ ˝МВ „Лfl ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl Б‡ flКВММ˚ı ˝ОВНЪ УММ˚ı ‚УБ·ЫК‰ВМЛИ Т ‰ Ы„ЛПЛ Б‡ fl‰‡ПЛ, ‰ЛФУОflПЛ Б‡ПВЪМУ Ф В‚˚¯‡ВЪ ˝МВ „ЛЛ ЛМ˚ı ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛИ ‚ Н ЛТЪ‡ООВ. лıВПЫ ‰ВИТЪ‚Лfl Ъ‡НУ„У ПВı‡МЛБП‡ ОВ„НУ ФУМflЪ¸ М‡ Ф ЛПВ В ЛУММУ„У Н ЛТЪ‡ОО‡ ( ЛТ. 5). З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ‰‚ЫН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡- ˆЛЛ ‡МЛУМ‡ ‚ ˆВМЪ В ЛТЫМН‡ ТУБ‰‡ВЪТfl ТЛЪЫ‡ˆЛfl, НУ„‰‡ ˝ЪУЪ ЛУМ УН‡Б˚‚‡ВЪТfl УН ЫКВММ˚П ¯ВТЪ¸˛ ЛУМ‡ПЛ Т Б‡ fl‰‡ПЛ ЪУ„У КВ БМ‡Н‡. б‡ Т˜ВЪ НЫОУМУ‚- ТНУ„У УЪЪ‡ОНЛ‚‡МЛfl ‡МЛУМ ТПВ˘‡ВЪТfl ЛБ ЫБО‡ В¯ВЪНЛ Л ЩУ ПЛ ЫВЪТfl Щ ВМНВОВ‚ТН‡fl Ф‡ ‡. З НУ‚‡ОВМЪМУП Н ЛТЪ‡ООВ ‡М‡ОУ„Л˜М‡fl ТЛЪЫ‡ˆЛfl В‡ОЛБЫВЪТfl Ф Л ПМУ„УН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ‡ЪУП‡ В¯ВЪНЛ, ‡Т- ФУОУКВММУ„У ‚·ОЛБЛ ФУОУКЛЪВО¸МУ Б‡ flКВММУ„У ‡ЪУП‡ Ф ЛПВТЛ ( ЛТ. 6). лОВ‰ЫВЪ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ‰Оfl ‚˚ФУОМВМЛfl ЫТОУ‚Лfl τ˝‚ > τÒÏ МВУ·ıУ‰ЛП‡ ПМУ„У- Н ‡ЪМ‡fl ЛУМЛБ‡ˆЛfl „ОЫ·УНЛı У·УОУ˜ВН ‡ЪУП‡, Л·У ‚ ВПfl ТЫ˘ВТЪ‚У‚‡МЛfl ТУТЪУflМЛfl ‡ЪУП‡ Т ‰‚ЫПfl Ы‰‡- ОВММ˚ПЛ ‚‡ОВМЪМ˚ПЛ ˝ОВНЪ УМ‡ПЛ Н ‡ИМВ П‡ОУ:10−16 Ò ! τÒÏ. й·ТЫК‰‡ВП˚И ПВı‡МЛБП ПУКМУ Ф УЛО- О˛ТЪ Л У‚‡Ъ¸ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ВИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММУИ ‰Л‡„ ‡ППУИ ( ЛТ. 7). и Л ‰‚ЫН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ‡ЪУП‡ (Ф УˆВТТ 12) НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛfl УФЛТ˚‚‡ВЪТfl Н Л‚УИ III Л ФВ ВıУ‰ ‡ЪУП‡ ‚ ПВК‰УЫБОЛВ ‚ М‡¯ВП Ф ЛПВ В Ф УЛТıУ‰ЛЪ ·ВБ ·‡ ¸В ‡ (Ф УˆВТТ 23). á‡- ÚÂÏ Ô Ë ÒÌflÚËË ˝ÎÂÍÚ ÓÌÌÓ„Ó ‚ÓÁ·ÛʉÂÌËfl (Ô Ó- ˆÂÒÒ 34) ‡ЪУПМ‡fl НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛfl УН‡Б˚‚‡ВЪТfl ‚ ‰В-

A

K+

A

K+

K+

A+

K+

A

A

K+

A

K+

êËÒ. 5. й· ‡БУ‚‡МЛВ ‰ВЩВНЪ‡ ‚ ЛУММУП Н ЛТЪ‡ООВ Ф Л ПМУ„УН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ‡МЛУМ‡

Si

Si

Si

Si

Si

Si2+

P+

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

êËÒ. 6. й· ‡БУ‚‡МЛВ ‰ВЩВНЪ‡ ‚ НУ‚‡ОВМЪМУП Н Л- ТЪ‡ООВ Ф Л ПМУ„УН ‡ЪМУИ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ‡ЪУП‡ В¯ВЪНЛ, ‡ТФУОУКВММУ„У ‚·ОЛБЛ Б‡ flКВММУ„У ‰УМУ ‡

ЩВНЪМУП ТУТЪУflМЛЛ. к‡Т˜ВЪ ТНУ УТЪЛ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚ Ф Л‚У‰ЛЪ Н ‚˚ ‡КВМЛ˛

d Nd

exp

τÒÏ

exp

EÒÏ E˝‚

 

,

(6)

---

dt------

–------

–---------------------

 

 

 

τ˝‚

 

 

kT

 

 

 

„‰Â E˝‚ =

1 q1q2

– ˝МВ „Лfl НЫОУМУ‚ТНУ„У УЪЪ‡О-

4----πεε----------0 -----

r----

ÍË‚‡ÌËfl ‰ÓÌÓ ‡ (q1) Л ЛУМЛБУ‚‡ММУ„У ‡ЪУП‡ (q2), ÖÒÏ – ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ·‡ ¸В ‰Оfl ФВ ВıУ‰‡ ‚ ‰ВЩВНЪМУВ ТУТЪУflМЛВ. и Л ‚˚ФУОМВМЛЛ ЫТОУ‚Лfl ÖÒÏ Ö˝‚ #

# 0 Ф УˆВТТ У· ‡БУ‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪ‡ В‡ОЛБЫВЪТfl ·ВБ Ы˜‡ТЪЛfl ЪВ ПЛ˜ВТНУИ ЩОЫНЪЫ‡ˆЛЛ (Ф ЛПВ М‡ ЛТ. 7).

и Л ˝ОВНЪ УММУ-НУОВ·‡ЪВО¸МУП ПВı‡МЛБПВ „ВМВ-‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ˝ОВНЪ УММУВ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ Ъ ‡МТЩУ ПЛ ЫВЪТfl ‚ ТЛО¸МУВ НУОВ·‡ЪВО¸МУВ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ ПЛН УТНУФЛ˜ВТНУИ ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ, ЪУ ВТЪ¸ Н‡Н ·˚ ‚ ОУН‡О¸М˚И ТЛО¸М˚И М‡„ В‚. н‡НЛВ Ф УˆВТТ˚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Ф УЛТıУ‰flЪ Ф Л ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸- МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡ М‡ ‰ВЩВНЪ‡ı Т „ОЫ·УНЛПЛ ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛПЛ Ы У‚МflПЛ Л ‚ БМ‡˜Л- ЪВО¸МУИ ТЪВФВМЛ ‡М‡ОУ„Л˜М˚ ЩУЪУıЛПЛ˜ВТНЛП В- ‡НˆЛflП ‚ ПМУ„У‡ЪУПМ˚ı ПУОВНЫО‡ı. иУflТМЛЪ¸ ‰ВЪ‡- ОЛ ˝ОВНЪ УММУ-НУОВ·‡ЪВО¸МУ„У ПВı‡МЛБП‡ ПУКМУ‡ТТПУЪ В‚ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММЫ˛ ‰Л‡„ ‡ППЫ ‰Оfl

110

лйкйлйЗлдав йЕкДбйЗДнЦгъзхв ЬмкзДг, ‹1, 1999

U

2

3

III

 

 

II

Eëå EùÇ

I

4

 

Eëå

 

1

Q0

Q1

Q

êËÒ. 7. дУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММ‡fl ‰Л‡„ ‡ПП‡, ФУflТМfl˛- ˘‡fl ˝ОВНЪ УТЪ‡ЪЛ˜ВТНЛИ ПВı‡МЛБП ЩУ ПЛ У‚‡- МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚. лУТЪУflМЛfl ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ: I – ÓÒÌÓ‚ÌÓÂ, II – Ó‰ÌÓÍ ‡ÚÌÓ Ë III – ‰‚ЫН ‡ЪМУ ЛУМЛБУ‚‡ММ˚В

МВНУЪУ УИ ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ, ‚НО˛˜‡˛˘ВИ ˆВМЪ ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ ( ЛТ. 8).

б‡ı‚‡Ъ ˝ОВНЪ УМ‡ ЛБ БУМ˚ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ ФУОЫ- Ф У‚У‰МЛН‡ М‡ ЫН‡Б‡ММ˚И ˆВМЪ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ФВ В- ıУ‰Ы УЪ Н Л‚УИ I Í Í Ë‚ÓÈ II (Ô ÓˆÂÒÒ 12) Л ФВ ВТЪ-УИНВ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ ‚ ФУОУКВМЛВ Т НУУ ‰ЛМ‡ЪУИ Q2. иУТОВ‰Ы˛˘ЛИ Б‡ı‚‡Ъ ‰˚ НЛ (Ф УˆВТТ 34) ТУУЪ- ‚ВЪТЪ‚ЫВЪ ФУЪВМˆЛ‡ОЫ I, МУ ‡ЪУПМ‡fl ТЛТЪВП‡ УН‡Б˚‚‡- ВЪТfl НУОВ·‡ЪВО¸МУ-‚УБ·ЫК‰ВММУИ. СУФУОМЛЪВО¸М‡fl ˝МВ „Лfl ‰Оfl Ф ВУ‰УОВМЛfl ФУЪВМˆЛ‡О¸МУ„У ·‡ ¸В ‡ ÖÒÏ Л ФВ ВıУ‰‡ ‚ ТУТЪУflМЛВ Т НУУ ‰ЛМ‡ЪУИ Q1 ПУКВЪ ·˚Ъ¸ ТУУ·˘ВМ‡ ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ Б‡ Т˜ВЪ ЪВФОУ‚УИ ЩОЫНЪЫ‡ˆЛЛ. и Л ÖÒÏ Ö˝‚ # 0 Ф УˆВТТ Л‰ВЪ ‡ЪВ ПЛ˜ВТНЛП ФЫЪВП. к‡Т˜ВЪ ‰Оfl ‡ОП‡БУФУ‰У·М˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚ Ф Л‚У‰ЛЪ Н ТУУЪМУ¯ВМЛ˛ ‰Оfl ТНУ УТЪЛ „ВМВ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚

U

II

2

3

4 I

EùÇ

1

Q0

Q2

Q1

Q

êËÒ. 8. дУМЩЛ„Ы ‡ˆЛУММ‡fl ‰Л‡„ ‡ПП‡, ЛОО˛ТЪ-Л Ы˛˘‡fl ˝ОВНЪ УММУ-НУОВ·‡ЪВО¸М˚И ПВı‡МЛБП ЩУ ПЛ У‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚. лУТЪУflМЛfl ‡ЪУПМУИ НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛЛ: I – ÓÒÌÓ‚ÌÓÂ, II – ˝ОВНЪ УММУ-‚УБ- ·ЫК‰ВММУВ

d Nd

R exp

EÒÏ E˝‚

 

,

(7)

---dt------

–---------------------

 

kT

 

 

 

„‰Â R – ЪВПФ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ МВ ‡‚МУ‚ВТМ˚ı МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡.

щОВНЪ УММУ-НУОВ·‡ЪВО¸М˚И ПВı‡МЛБП, ФУ-‚Л- ‰ЛПУПЫ, fl‚ОflВЪТfl УФ В‰ВОfl˛˘ЛП Ъ‡НКВ Ф Л ‚УБ- ·ЫК‰ВМЛЛ ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ТЛТЪВП˚ ФУОЫФ У‚У‰МЛ- Н‡ Л Б‡ Т˜ВЪ ЛМКВНˆЛЛ МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡ ‚ (pn)- ФВ ВıУ‰В. аПВММУ Ъ‡НЛПЛ Ф Л˜ЛМ‡ПЛ ПМУ„ЛВ ЛТТОВ‰У‚‡ЪВОЛ У·˙flТМfl˛Ъ ‰В„ ‡‰‡ˆЛ˛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı О‡БВ У‚.

4. СВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡МЛВ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Ф Л ЛПФЫО¸ТМУП О‡БВ МУП У·ОЫ˜ВМЛЛ

г‡БВ МУВ У·ОЫ˜ВМЛВ Н ЛТЪ‡ООУ‚ Ъ‡НКВ fl‚ОflВЪТfl‡‰Л‡ˆЛУММ˚П ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛВП. З УЪОЛ˜ЛВ УЪ ТОЫ˜‡fl ‚˚ТУНУ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛı ˜‡ТЪЛˆ (·˚ТЪ ˚ı ЛУМУ‚ Л ˝ОВНЪ УМУ‚, γ- Л ВМЪ„ВМУ‚ТНЛı Н‚‡МЪУ‚) ˝МВ „Лfl У‰МУ„У Н‚‡МЪ‡ УЪМУТЛЪВО¸МУ П‡О‡ (hν ≈ 1–4 ˝З). й‰- М‡НУ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ ЛБОЫ˜ВМЛfl ПУКВЪ ·˚Ъ¸ ‚ВТ¸П‡ ‚˚ТУНУИ (‰У 109 ÇÚ/ÒÏ2 Л ·УОВВ), ФУ˝ЪУПЫ ФУПЛПУ ˝ОВНЪ УММУ„У ‚УБ·ЫК‰ВМЛfl, ‚˚Б˚‚‡ВПУ„У Т‚ВЪУ‚˚- ПЛ ЛПФЫО¸Т‡ПЛ, МВУ·ıУ‰ЛПУ Ы˜ЛЪ˚‚‡Ъ¸ Л БМ‡˜ЛЪВО¸- М˚И М‡„ В‚ ФУ‚В ıМУТЪЛ У·ОЫ˜‡ВПУ„У ФУОЫФ У‚У‰- МЛН‡. ЦТОЛ ФОУЪМУТЪ¸ ˝МВ „ЛЛ О‡БВ МУ„У ЛПФЫО¸Т‡ W Ф В‚˚¯‡ВЪ УФ В‰ВОВММ˚И ФУ У„ WÔÎ , ФУ‚В ıМУТЪМ˚И ТОУИ У· ‡Бˆ‡ ЛТФ˚Ъ˚‚‡ВЪ Щ‡БУ‚˚И ФВ ВıУ‰ ФО‡‚ОВМЛfl.

йТМУ‚М˚ПЛ Ф Л˜ЛМ‡ПЛ „ВМВ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ Ф Л М‡ОЛ˜ЛЛ КЛ‰НУИ Щ‡Б˚ fl‚Оfl˛ЪТfl ‰ЛЩЩЫБЛfl МВНУМЪ УОЛ ЫВП˚ı Ф ЛПВТВИ Т ФУ‚В ıМУТЪЛ У· ‡Бˆ‡ ‚‡ТФО‡‚ОВММ˚И ТОУИ, ‡ Ъ‡НКВ М‡ Ы¯ВМЛВ ТЪВıЛУПВЪ-Л˜ВТНУ„У ТУТЪ‡‚‡ ˝ЪУ„У ТОУfl Б‡ Т˜ВЪ ЛМЪВМТЛ‚МУ„У ЛТФ‡ ВМЛfl У‰МУИ ЛБ НУПФУМВМЪ ‚ ТОЫ˜‡В ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚ ТОУКМУ„У ТУТЪ‡‚‡ (А3Ç5, А2Ç6).

лЫ˘ВТЪ‚ВММУ ·УОВВ ЛМЪВ ВТМ˚ПЛ Т ЩЛБЛ˜ВТНУИ ЪУ˜НЛ Б ВМЛfl fl‚Оfl˛ЪТfl Ф УˆВТТ˚ „ВМВ ‡ˆЛЛ ЪУ˜В˜- М˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ Ф Л У·ОЫ˜ВМЛЛ О‡БВ М˚ПЛ ЛПФЫО¸Т‡- ПЛ ‰УФУ У„У‚˚ı ˝МВ „ЛИ (W < WÔÎ). З УЪОЛ˜ЛВ УЪ‡ТТПУЪ ВММ˚ı ‚˚¯В ТОЫ˜‡В‚ ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММУ„У Л ‡‰Л‡ˆЛУММУ„У ПВı‡МЛБПУ‚ Ф Л О‡БВ МУП ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛЛ У‰МУ‚ ВПВММУ ‰ВИТЪ‚ЫВЪ fl‰ Щ‡НЪУ У‚. е˚ ·Ы‰ВП ‡М‡ОЛБЛ У‚‡Ъ¸ ТОЫ˜‡И, НУ„‰‡ В‡ОЛБЫВЪТfl ЩЫМ‰‡ПВМЪ‡О¸МУВ ФУ„ОУ˘ВМЛВ Т‚ВЪУ‚˚ı Н‚‡МЪУ‚, ЪУ ВТЪ¸ hν > Eg , Л ФЫТЪ¸ ‰ОЛЪВО¸МУТЪ¸ ЛПФЫО¸Т‡ ТУТЪ‡‚- ОflВЪ 10–30 Мc. щЪУ ЪЛФЛ˜М˚В ЫТОУ‚Лfl Ф У‚В‰ВМЛfl ˝НТФВ ЛПВМЪУ‚ ФУ О‡БВ МУПЫ У·ОЫ˜ВМЛ˛ ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚ Т ЛТФУО¸БУ‚‡МЛВП Ъ‚В ‰УЪВО¸М˚ı Ы·Л- МУ‚У„У (hν = 1,8 ˝Ç) ËÎË ÌÂÓ‰ËÏÓ‚Ó„Ó (hν = 1,17; 2,34 ˝З), ‡ Ъ‡НКВ „‡БУ‚У„У ˝НТЛПВ МУ„У (hν = 4,0 ˝Ç Ë ·ÓÎÂÂ) ÓÔÚ˘ÂÒÍËı Í‚‡ÌÚÓ‚˚ı „ÂÌ ‡ÚÓ Ó‚.

еМУ„У˜ЛТОВММ˚В ˝НТФВ ЛПВМЪ˚, ‚˚ФУОМВММ˚В М‡ Ge, Si, GaAs, GaP Л ‰ Ы„Лı П‡ЪВ Л‡О‡ı, Т‚Л‰ВЪВО¸- ТЪ‚Ы˛Ъ У ЪУП, ˜ЪУ ‚ ЫТОУ‚Лflı ‰УФУ У„У‚˚ı ˝МВ „ЛИ О‡БВ МУ„У ЛПФЫО¸Т‡ (W < WÔÎ) ‚УБМЛН‡˛Ъ ЪУ˜В˜М˚В ‰ВЩВНЪ˚. иУ‰ У·МУВ ‡ТТПУЪ ВМЛВ ‚ТВı ‰ВЩВНЪУУ·-‡БЫ˛˘Лı Щ‡НЪУ У‚ Ъ‡НУ„У ‚УБ‰ВИТЪ‚Лfl ФУБ‚УОЛОУ

дДтдДкйЗ и.д. йЕкДбйЗДзаЦ нйуЦузхп СЦоЦднйЗ З ийгмикйЗйСзадйЗхп дкалнДггДп

111

‚˚‰ВОЛЪ¸ М‡Л·УОВВ ТЫ˘ВТЪ‚ВММ˚В ЛБ МЛı: ˝ОВНЪ УММУВ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ, ‰ВЩУ П‡ˆЛfl Л ЪВФОУ, ФУ˝ЪУПЫ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘‡fl ПУ‰ВО¸ ФУОЫ˜ЛО‡ М‡Б‚‡МЛВ ˝ОВН- Ъ УММУ-‰ВЩУ П‡ˆЛУММУ-ЪВФОУ‚УИ (щСн) ПУ‰ВОЛ.

аЪ‡Н, Б‡ У‰ЛМ ЛПФЫО¸Т М‡МУТВНЫМ‰МУИ ‰ОЛЪВО¸- МУТЪЛ „ВМВ Л Ы˛ЪТfl ˝ОВНЪ УММУ-‰˚ У˜М˚В Ф‡ ˚ Т НУМˆВМЪ ‡ˆЛВИ ‰У 1020 ÒÏ−3. З ФУТОВ‰Ы˛˘Лı Ф УˆВТ- Т‡ı ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ М‡ ˆВМЪ ‡ı ‚УБПУКМ‡ В‡ОЛБ‡ˆЛfl ПВı‡МЛБП‡ ТМЛКВМЛfl ˝МВ - „ЛЛ У· ‡БУ‚‡МЛfl МУ‚˚ı ‰ВЩВНЪУ‚, ‡ТТПУЪ ВММУ„У ‚ Ф В‰˚‰Ы˘ВП ‡Б‰ВОВ.

йТМУ‚МУВ ЪВФОУ‚˚‰ВОВМЛВ Ф Л О‡БВ МУП ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛЛ Ф УЛТıУ‰ЛЪ Ф Л ЪВ П‡ОЛБ‡ˆЛЛ МВ ‡‚МУ‚ВТМ˚ı МУТЛЪВОВИ Л В¯ВЪНЛ Н ЛТЪ‡ОО‡. п‡ ‡НЪВ МУВ ‚ ВПfl ˝ЪУ„У Ф УˆВТТ‡ 10−12 Т, ЪУ ВТЪ¸ ‰Оfl М‡МУТВНЫМ‰М˚ı ЛПФЫО¸ТУ‚ ФВ В‰‡˜‡ ˝МВ „ЛЛ УЪ ˝ОВНЪ УММУ-‰˚-У˜МУИ ФО‡БП˚ В¯ВЪНВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ П„МУ‚ВММУ ‚ ТОУВ ЪУО˘ЛМУИ ФУ fl‰Н‡ „ОЫ·ЛМ˚ ФУ- „ОУ˘ВМЛfl Т‚ВЪ‡. С‡ОВВ Б‡ Т˜ВЪ ‰ЛЩЩЫБЛЛ ЪВФОУ ‡Т- Ф УТЪ ‡МflВЪТfl М‡ ‡ТТЪУflМЛВ 1–2 ПНП.

з‡НУМВˆ, У·‡ ˝ЩЩВНЪ‡ – ˝ОВНЪ УММУВ ‚УБ·ЫК- ‰ВМЛВ Л М‡„ В‚ – ‚˚Б˚‚‡˛Ъ ‰ВЩУ П‡ˆЛ˛ ФУ‚В ı- МУТЪМУ„У ТОУfl. СВИТЪ‚ЛЪВО¸МУ, Ы‚ВОЛ˜ВМЛВ НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ Т‚У·У‰М˚ı МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡ ‚В‰ВЪ ‚ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ УЪ ТЪ ЫНЪЫ ˚ ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛı БУМ Н Л- ТЪ‡ОО‡ Н Ы‚ВОЛ˜ВМЛ˛ (Ge, GaAs) ЛОЛ ЫПВМ¸¯ВМЛ˛ (Si, GaP) ПВК‡ЪУПМУ„У ‡ТТЪУflМЛfl . щЪУ ЛБ‚ВТЪМ˚И ЩУЪУТЪ ЛНˆЛУММ˚И ˝ЩЩВНЪ. иУ‚˚¯ВМЛВ ЪВПФВ ‡ЪЫ-˚ ‚ТВ„‰‡ У·ЫТОУ‚ОЛ‚‡ВЪ УТЪ . и Л О‡БВ М˚ı Ы У‚- Мflı У·ОЫ˜ВМЛfl ‰ВЩУ П‡ˆЛЛ ‚ВТ¸П‡ ‚ВОЛНЛ: a/a ‰У- ТЪЛ„‡ВЪ МВТНУО¸НЛı Ф УˆВМЪУ‚. СОfl ·УО¸¯ЛМТЪ‚‡ Ъ‚В ‰˚ı ЪВО ˝МВ „ЛЛ У· ‡БУ‚‡МЛfl Н‡Н ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡- ˆЛУММ˚ı, Ъ‡Н Л ‡‰Л‡ˆЛУММ˚ı ‰ВЩВНЪУ‚ ÖА Ë Öd Ô‡‰‡- ˛Ú Ô Ë ‡Ò¯Ë ÂÌËË Â¯ÂÚÍË Ì‡ ‚Â΢ËÌÛ Ö‰ÂÙ.

л Ы˜ВЪУП У‰МУ‚ ВПВММУ„У ‰ВИТЪ‚Лfl ФВ В˜ЛТОВМ- М˚ı Ъ Вı Щ‡НЪУ У‚ ˝МВ „Лfl ‰ВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡МЛfl ФВ-ВМУ ПЛ ЫВЪТfl:

E = E− E˝‚ − Ö‰ÂÙ .

(8)

и УˆВТТ ЩУ ПЛ У‚‡МЛfl ‰ВЩВНЪУ‚, У˜В‚Л‰МУ, МУТЛЪ Б‡Н‡ОУ˜М˚И ı‡ ‡НЪВ . З Ф ВМВ· ВКВМЛЛ ‚УБПУКМ˚П УЪКЛ„УП ˜‡ТЪЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ Ф УˆВТТВ УТЪ˚- ‚‡МЛfl У· ‡Бˆ‡ (ТНУ УТЪ¸ УТЪ˚‚‡МЛfl 109 д/Т) ТЪ‡- ˆЛУМ‡ М‡fl НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ˆВМЪ У‚ ФУТОВ ТВ ЛЛ ЛПФЫО¸ТУ‚ ПУКВЪ ·˚Ъ¸ Ф В‰ТЪ‡‚ОВМ‡ ‚ ‚Л‰В

EÒÏ E˝‚ E‰ÂÙ

 

 

Nd exp –-------k---(--T-----+---------T----)-------

,

(9)

„‰Â T – ·Á Ì˚È Ì‡„ ‚.

З Ф УТЪВИ¯ВП ТОЫ˜‡В МВ Б‡‚ЛТfl˘Лı УЪ ЪВПФВ ‡- ЪЫ ˚ ЪВФОУЩЛБЛ˜ВТНЛı Л УФЪЛ˜ВТНЛı Ф‡ ‡ПВЪ У‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ ‚ВОЛ˜ЛМ˚ Ö‰ÂÙ Ë T УН‡Б˚‚‡˛ЪТfl Ф УФУ ˆЛУМ‡О¸М˚ПЛ ФОУЪМУТЪЛ ˝МВ „ЛЛ О‡БВ МУ„У

ЛПФЫО¸Т‡ W Л ‚˚ ‡КВМЛВ (9) ПУКВЪ ·˚Ъ¸ Ф Л‚В‰ВМУ Н ‚Л‰Ы, Ы‰У·МУПЫ ‰Оfl Т ‡‚МВМЛfl Т ˝НТФВ ЛПВМЪУП:

 

 

 

EÒÏ E˝‚ + C2W

 

 

 

 

 

 

 

 

ln Nd = ln C1 +

 

 

kT0

T0

 

,

(10)

--

 

-

 

 

 

1 + C-----3--W---

 

 

 

 

 

 

 

 

T0

 

 

 

 

 

„‰Â ë1 , ë2 , ë3 – НУМТЪ‡МЪ˚.

щНТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚В Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ ‰Оfl Ge Л GaAs ıУ У¯У УФЛТ˚‚‡ОЛТ¸ ЩУ ПЫОУИ (10) Ф Л У‰МУП ФУ‰„УМУ˜МУП Ф‡ ‡ПВЪ В ÖÒÏ Ö˝‚ . ùÚ‡ ‚Â΢Ë̇ Ó͇- Á‡Î‡Ò¸ ‡‚ÌÓÈ 0,1–0,2 ˝Ç, ˜ÚÓ ÒÛ˘ÂÒÚ‚ÂÌÌÓ ÌËÊ ˝Ì „ËË ÖА Ф Л ˜ЛТЪУ ЪВФОУ‚УИ „ВМВ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ (ТП. ‡Б‰ВО 2). щЪУ, У˜В‚Л‰МУ, Т‚Л‰ВЪВО¸ТЪ‚ЫВЪ ‚ ФУО¸БЫ УФ В‰ВОfl˛˘ВИ УОЛ ˝ОВНЪ УММУ„У ‚УБ·ЫК- ‰ВМЛfl Н ЛТЪ‡ОО‡ Ф Л О‡БВ МУЛМ‰ЫˆЛ У‚‡ММУП У·-‡БУ‚‡МЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚.

С‡О¸МВИ¯ВВ ‡Б‚ЛЪЛВ щСн-ЪВУ ЛЛ Ф В‰ТН‡Б˚- ‚‡ВЪ fl‚ОВМЛВ Ф УТЪ ‡МТЪ‚ВММУИ Т‡ПУУ „‡МЛБ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ ФВ ЛУ‰Л˜ВТНЛВ ТЪ ЫНЪЫ ˚, Л ˝ЪУ fl‚ОВМЛВ ‰ВИТЪ‚ЛЪВО¸МУ ·˚ОУ У·М‡ ЫКВМУ ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸- МУ. й‰М‡НУ ФУ‰ У·МУВ В„У У·ТЫК‰ВМЛВ ‚˚ıУ‰ЛЪ Б‡‡ПНЛ М‡ТЪУfl˘ВИ ТЪ‡Ъ¸Л.

бДдгыуЦзаЦ

аЪ‡Н, П˚ ФУН‡Б‡ОЛ, ˜ЪУ ПЛН УТНУФЛ˜ВТНЛВ ТЪ ЫНЪЫ М˚В М‡ Ы¯ВМЛfl ‚ Н ЛТЪ‡ООВ – ЪУ˜В˜М˚В ‰В- ЩВНЪ˚ – ‚ БМ‡˜ЛЪВО¸МУИ ТЪВФВМЛ УФ В‰ВОfl˛Ъ В„У ˝ОВНЪ УЩЛБЛ˜ВТНЛВ, УФЪЛ˜ВТНЛВ Л ‰ Ы„ЛВ ı‡ ‡НЪВ-ЛТЪЛНЛ. йТМУ‚М˚ПЛ ФЫЪflПЛ „ВМВ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ fl‚Оfl˛ЪТfl ЪВ ПУЩОЫНЪЫ‡ˆЛУММ˚И Л ‡‰Л‡ˆЛУММ˚И, Ф Л˜ВП ‚ ФУТОВ‰МВП ТОЫ˜‡В ‡БОЛ˜‡˛Ъ М‡‰ФУ У„У- ‚˚В Л ‰УФУ У„У‚˚В Ф УˆВТТ˚. и Л О‡БВ МУП ‚УБ- ‰ВИТЪ‚ЛЛ М‡ ФУ‚В ıМУТЪ¸ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ У‰МУ‚ В- ПВММУ ‰ВИТЪ‚Ы˛Ъ ˝ОВНЪ УММ˚И, ‰ВЩУ П‡ˆЛУММ˚И Л ЪВФОУ‚УИ Щ‡НЪУ ˚. и Л УФ В‰ВОВММ˚ı ЫТОУ‚Лflı ‰В- ЩВНЪ˚ У· ‡БЫ˛Ъ Ф УТЪ ‡МТЪ‚ВММУ-ФВ ЛУ‰Л˜ВТНЛВ ТЪ ЫНЪЫ ˚.

ганЦкДнмкД

1.ÅÓÎÚ‡ÍÒ Å.ç. СЛЩЩЫБЛfl Л ЪУ˜В˜М˚В ‰ВЩВНЪ˚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı. г.: з‡ЫН‡, 1972. 384 Т.

2.LJ‚ËÎÓ‚ Ç.ë., äË‚ А.Ö., çËflÁÓ‚‡ é.ê. åÂı‡ÌËÁÏ˚ Ó·-‡ÁÓ‚‡ÌËfl Л ПЛ„ ‡ˆЛЛ ‰ВЩВНЪУ‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı. е.: з‡ЫН‡, 1981. 368 Т.

3.äÎË̄ å.à., ãÛ˘ËÍ ó.Å., 凯ӂˆ í.Ç. Ë ‰ . // ìÒÔÂıË ÙËÁ. ̇ÛÍ. 1985. í. 147, ‹ 3. ë. 552.

4.䇯͇ Ó‚ è.ä., íËÏÓ¯ÂÌÍÓ Ç.û. // иУ‚В ıМУТЪ¸. оЛБЛН‡, ıЛПЛfl, ПВı‡МЛН‡. 1995. ‹ 6. л. 5–34.

* * *

臂ВО дУМТЪ‡МЪЛМУ‚Л˜ д‡¯Н‡ У‚, ‰УНЪУ ЩЛБЛ- НУ-П‡ЪВП‡ЪЛ˜ВТНЛı М‡ЫН, Ф УЩВТТУ , Б‡‚. Н‡ЩВ‰-УИ У·˘ВИ ЩЛБЛНЛ Л ПУОВНЫОfl МУИ ˝ОВНЪ УМЛНЛ ЩЛБЛ˜ВТНУ„У Щ‡НЫО¸ЪВЪ‡ еЙм. й·О‡ТЪЛ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ – ‰ВЩВНЪУУ· ‡БУ‚‡МЛВ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Ф Л ЛУММУП Л О‡БВ МУП ‚УБ‰ВИТЪ‚ЛЛ, ˝ОВНЪ УММ˚В Ф УˆВТТ˚ ‚ М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı. А‚ЪУ Л ТУ‡‚ЪУ ·УОВВ 150 М‡Ы˜М˚ı ФЫ·ОЛН‡ˆЛИ.

112

лйкйлйЗлдав йЕкДбйЗДнЦгъзхв ЬмкзДг, ‹1, 1999

Соседние файлы в папке PhysicalReviewpdf