Синергетические фотоэлектрические явления в полупроводниках с метастабильными примесными центрами в условиях экситонного механизма фотовозбуждения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РГ6 од

] 7 г,MÍ о

АКЛЛЕ£'-С. ЬЛ.»>; РЕСПУБЛЖМ

объединение "ttî3l4a4x'j3ee"

^лко-хешгескйй кжекягт ижни с.в.сгаролуенеза

hb руксписл

KAPAÏÂHCS СМАГУХ ;ЕЛКГАЕЕ?Г2Н031'ГЧ

537.311.33

сийергепгче'ские ф0г03л2?л-рич2скй5 явления в пошроводшкдх ~ «stactaeiíüekaaí прикеснш пентрми в условиях эксйтонного кешизма фо?свозвшеш!й

Специальность 01.04 л о -,5йзекз падупрсводнзхсз s язэхехтрвков

л в 1 о р е ф е р a ï

пэ сспсх2к11э уствпвтш кендигзт^ '5232к0-?д2твм2тече скез hej'iî

Работа выполнена в Физико-техническом институте НПО "»панка-Солнце" АН РУз

Научные руководителя: - доктор физкко-математичесгах наук.

профессор Карагеоргий-Алкалаэв П.М. | -октср физико-математачгских наук Лс-глэрмап XX.

¿лцшкзлышй оппонента

члез-хоБресЕозгзйт диадема* наук ооспуслйкк Узсвкис>гзк, доктор ^кзяко-матомаглчоогск наук, 54амад2яаюв ¿.Т.

доктор фасйко-ыатематячесяи на'/к ¡йзмисгаез С.Л.

зпдущая • организация : кафедра физики полупроводников и к-граков физического факультета Ташкентского Государотьеаяого ¿гнавегситета

в /(/ час. на

Занята состоится -1-Х мая 1993 года в ПУ час. на заседакак Специализированного совета Д 015.08.21 при £изжо-техничзском институте НПО "Физика-Солнце" АН РУз. 700084, Ташкент, улица Г. Мавлянова 2Б фГИ НПО "Физика-Солнце" АН РУз.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТМ НПО "Физжа -Солнце" АН РУз : Ташкент, -ул. Г. Мавлянова 2Б.

Автореферат разослан. ^'V ^Оргчи т^зз г

УЧвяыЯ Сокретаьь

совете

■Шег

*

:~ЛЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:Одним, из наиболее широко изучаемых типов активных срзл является полупроводниковые'.материалы.Открытие рекомбина-1ГЛОННС- и экситоннэ-стимулироватшх явлений, обнаружение новых видов перэстраиваксихся метастаоильных примесных центров привело к открытию нового класса "СШЗТЕТИЧЕСКИХ'' по своей природе фото-элэктричеоай.' явлений в полупроводниках с рекомбинационно-стиму-лировзккыми перестройками метастабильшх примесных центров.

Вместе с тем до нз^тоявеа работы оставались практически незатронутыми вопросы сиЕергетическкх фотоэлектрических явления-в • полупроводниках с зкситашшм механизмом фстоЕОЗбуждения в условиях экситонно-стимулирозвнных перестооек метастабильных примесных центров (когда энергия, выделяемая в безызлучательном акте аннигиляции зкситона расходуется на перестройки центров), актуальность которых обусловлена необходимостью развития теоретических основ функционирования существующих и выявления путей создания новых типов перспективных полупроводниковых приборов.

Цель настоящей работы - исследование синергетических фотоэлектрических явления при экситонЕсм механизме возбуждения фотопроводимости в полупроводниках со стабильными центрами (з условиях разогрева) и метастабильными рекомбинационными центрами, про-терпеващимя экситонно-стимулировгнные перестройки.

Основные методы исследований.

Линейный анализ стационарного состояния системы на устойчн-гпстъ (по Ляпунову);получение приближенных аналитических решений для статических пространственно-неоднородных распределения (методом Ван-дер-Поля ); моделирование на ЭЗМ исследуемых процессов (с использованием метода Рунге-Кутта-Мерсона с автоматическим выбором шага) с последущкм сравнением с имеющимися гксперименталъ-

Научная новизна диссертации состоит в том, что в неп:

I.Определены механизмы,ответственные за возникновение временных автоколебании и статических пространственно-неоднородных распределений концентрации неравновесных носителей и гкситонов е полупроводниках со стабильными центрами в условиях ударной шжиза-

ции экситонов.а также кптптндрации экситснов к температуры осраз-ца в условиях тешэратурно-стимулированной аннигиляции экситснов.

2. Впервые разработана статистика рекомбинации неравновесны?: носителей в полупроводниках с метастабильными примесными центрами, претерпевающими экситонно-стимулированные перестройки.

3. .Впервые показано, что зкситонна-стимулировзнкые перестройки метастабальных примесных центров однородно фотовозоуздаемого полупроводника могут обусловливать самовозбуждение временных автоколебания, статического пространственно-периодического распределения концентрация неравновесных носителей, метзстаоилыэгх примесных центров и экситснов.

4. Теоретически показана возможность возникновения синергети-чэского фотоволътаического зф$екта е гкситонных полупроводниках, заключающегося в том, что при однородном экситоняоы фстозсзбузде-нии исходно однородного образца с экситонно-стимулироЕанными перестройками метастабильных центров,в нем спонтанно образуется динамические пространственные неоднородности распределена концентрации неравновесных носителей, зкситоаов, метастабильных центров а внутреннего электрического поля, что приводит к образованию динамического' потенциального оарьера (сикергетического), разделякь аего носители тока и. соответственно, к появлению фототока (или (ротонапрякения).

Практическая ценность работы определяется тем, что:

I. Разработанная статистика рекомбинации неравновесных носителей в полупроводниках с эксйтонно-стимулированными перестрояка-.ми метастабильных центров, обусловливающих спад скорости рекомбинации, позволила определить новый механизм сверхлинейного роста времени жизни носителей тока, экспериментально обнаруженный во многих полупроводниковых материалах и структурах (который не моют быть объяснен в рамках моделей, постулирующих неизменность концентрации рекомбинационных центров в процессе релаксации экси-тснного возбуждения полупроводника).

■с. Подученные теоретические результаты (синергетичзскиа фототек, фотонапряхэние и время аазни неравновесных носителей тока; помолчит, презлоапгаь для полупроводников с экситонным механизмом \.:тсвсзбу'»це1шя ас=ую экспериментальную методику определения ряда

параметров, хзрактеризущах взаимодействие неравновесных носителей тс-;-::- с мотастзгильннмк примесными центрами и вваснить характер их эксйтокнс-стгиудирсгсншгх перестроек.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Статистика рекомбинации в пслупроьодниках с зкситонншл механизмом фотовсзоуздения з условиях зкситсЕно-стимулированных пе^ рестроен метастгокльных примесных. центров.

Z. Процесса спонтанного образования временных автоколебании, статических пространственно-неоднородных распределении концентрация неравновесных носитг-.леи в полупроводниках со стабильными к метаотаоильнша примесными центрами s условиях эксктснного механизма возоуэденик Фотопроводимости.

2, Теория сине pre юте ского внутреннего фотоэффекта в'полупроводниках с экситонно-стимулированньми перестройками метастабиль-ных примесных центров.

Апробация работы.

Но материалам диссертации опубликовано 18 работ,из них 13 научных статен и 5 тезисов докладов. Результаты работ, воиедаих в диссертацию,докладывались на Первой. Национальной конференции "Дефекты е полупроводниках" (Санкт-Пе тербург,1992), Етсрса научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках" (Лшха-бад.19Э1), восьмом координационном.совещании по исследованию к применению твердых растворов кремшт-германиа (Таажент,1'9Э1),Все-' союзной научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках" (Ташкент,1989),третьеа республиканской ажолэ молода 'газиков (Ташкент,1990),a tsksg на семинарах а конкурсах молодит ученых ФГИ НПО "Сизика-Сс:Еда" АН РУс.

Структура и соъек дгссертапиЕ.

Диссертация состоит из введения, содержаааго общую характеристику работы,четырех глаз, заключения, содержащего основные взводы, описка цдгаруемоа лвтератури, зкйгсаашго 192 накменсвонае. содерЕпт ло страницы машинописного тексте, 24 рггуэсв.

Первая глава посвящена обзору раост по ¡гзследование синергетЕ-

• ческит процессов з полупроводниках со стаовшзящ и метастасшгв-шки ппимескыми центрами в условиях фото-, инжезетгензе: " других ншоб возбуздэння.Приведены примерз метастаокльнкг. пга^ех-ли

-U -

центров в различных полупроводниковых материалах (Sl,a-Si:H,GaAs, GaAlAs, соединениях типа А2Вб,халькагенидных стеклообразных полупроводниках и др.). Рассмотрена статистика рекомбинации и процессы самоорганизации в условиях рекомбшационно-стимулированных перестроек метастабильных примесных центров. Приводятся результаты работ по статистике рекомбинации электронов и дырок с участием экситонов для полупроводников,содержащих, стабильные центры, концентрация которых не меняется в процессе релаксации экситонного возбуждения И*-3*Ь

Во второй главе изложены результаты исследования свойств автоволи в полупроводниках с развитой ударней ионизашшя экситонов электронами, разогретыми СВЧ полем.Методами качественной теории дифференциальных уравнении исследована система уравнении сохранения числа носителей тока и экситонов.Определены пороговые условия самовозбуждения автоволн концентрация электронсЕ и экситонов. С помощью математического моделирования на, ЭВМ *) изучены свсястза статичэскоа пространственно-неоднородной <§ 2.2) к временной (§2.3) структур с последующим сравнением с результатами эксперимента, вылолнэдаого Б.М.Ажинадзе и А.й.Субашиев на £1 [4*1.

Исследована молекулярные кристаллы в условиях экситонного механизма фотовозбуждения.В случае,когда кристалл содержит стабильные ловушки ^концентрация которых не меняется в процессе релаксации зкеитенного возбуждения, § 2.4),в линейном приближении исследована система уравнения сохранения для концентрации свободных экситонов,экситонов,захваченных ловушками и энергии.Определены условия спонтанного образования автоволн концентрации свободных, я захваченных экситонов,а также температуры кристалла.В случае,когда молекулярный кристалл не содержит ловушек для экситонов,исследована на устойчивость (по Ляпунову) система уравнения для концентрации свободных экситонов и температуры кристалла. Получены необходимые условия самовозбуждения автоволн концентрации свободных экситонов а температуры кристалла.Подобные автоколебания,по--видимому, нзблвдзлись на кристаллах дэятерооензофенсна [5*1.

Бо всея работе расчеты проводились на Ж4 типа IBM РО/а" с кс-по.'а>з<_манием ст чдартных программ на языке Бейсик.

й третьей главе рассмотрены различные модели возможных механизмов экситснно-стимулированных перестроек метас-аоильных рекомЗи-нашеннцх-центров-ассоциатов типа мелкий донор-вакансия -(63.1).

Анализируется феноменологическая система кинетических уравнений и'' о.2.которая,используя оОнчные прислпжения,сведена к одному уравнению,списывающему статическое пространственно-неоднородно;; рьсгоегеленве концентрация неравновесзых яссптелея

гд- яп 0ПС -пр - Ш2)

У = KPR = -=75, - - (2)

И С m + п,) + с (р + Р1)

g(n;

- скорость рекомбинации электронов (п) и дьфок (р) через метаста-оильныа рекомбикашюнннз ассоциат типа мелкия донор-вакансия (Np}, Nr, - полная концентрация мелких доноров,%=%-NR - концентрация не ассоциированных в комплекс мелких доноров; г(п) и g(n) -- коэффициента экситснно-стимулированного распада и генерации ме-тастзСильных £ссоци2тсв,состветственно;е-концентрация экситонов. Подробно анализируются следупдие случаи:

1.Когда ассоциаты не претерпевают экситонно-стимулированных перестроек, так что r(n)^const,g(n)~const и Nr~const.Следовательно, как покззано в [I*,2*], U ~ п (Рис.1, кривая а).

2.Если г(п) » an,g(n) ~ const или г(п) ~ const,g(n) « р/п,то Ня = Nr/(1 + "уп) .Соответственно,скорость рекомбинации при высоких уровнях возбуждения выходит на насыщение (рис.1,кривая б)

4 s * cpj ~7Г" •

которое, в отличие от рассмотренного в Li"..-;*].являете;-; результатом гкситонно-сткк!улЕровзнных перестроек метзстаОкдькйх примэкш

2. Когдо па;/?©; - гг. то К, - !Ц/(1~тгг. к скорость р-1-

КОМОПНЗШ2:

u = cnV!4cn * У "гт^г-

с ростом уровня возбуждения падает (рис.1.кривая в),что не

быть получено в рамках моделей статистики рекомбинации, рассмотренных в С1 *—3* 1, постулярущих неизменность концентрации реком-бштшюшых центров и игнорирующих воздействие энергии, выделяв- • мой в актах безызлучательного распада экситона, на инфраструктуру метастабильного ассоциата.

Получено аналитическое выражение для времени жизни неравновесных носителей тока в случав 14):

которое с ростом уровня возбуждения сверхлинеино растет, что экспериментально наблюдалось во многих полупроводниковых материалах л струх'.турсх (см. например С5* 15.

ы

-ii

Оt i i t ¡ г i т ¡ i -i i ч. i i i-1 i i i 50 1 to 150 200

, Pkc.I.

Показано (§3.4), что экситонно-стимулированные перестройки иатзетаоильных примесных центров-ассоциатов типа мелкий донор-ва-кгасия' и зазванный им спад скорости рекомбинации может обусловливать неустойчивость стационарного состояния исследуемого полупроводника и привести к развитию процессов самоорганизации.Определе-гы условия самовозбуждения пространственно-однородных автоколебаний к стч-тяческих урос7ранстввпто-»вс!лнородша распределении концентрации неравновесных носителей к метас^аои^ькиг центров.

Четвертая глава посвяти исследовании в подупровоатасаг. г р^вцгы.ми гхпитошю-етхтеулировгкшш! перестройкой ггетпстгоид^ц^:. нраяегнш: центров амгоатудяо- к оасош-частотяих дарактерпстк; временных автоколебании, а также статических прсстоанственно-да-• здкорсдншс сзспрвдолеиай концентраций неравновесных носителей, тастасильных примесних центров :: экситоиов.доследования врсвсад-лиеь г» условиях, когда гаадиенты концентрации неравког-есак. йоср-те лей на границах образца ракш нулю как для оявокеризго 4.2, 4.4, сак и для.днумешогс д.»5) случая.

Получено «методой Ь;: :-дчр-Поля! прколикенное зналигггч'зскс.«-, решение уравнения (1 I зля случая слабого взаимодевстсия екситочов ' метастзандькыма асссциатами типа мелкий дадэр-ьокшял (¿- 4.1;:

щх) * Пдер - п^ Л соз(~ х) , • {6}

представляющее собой распределение концентрации неравновесных электронов (Пд,^ и П-рр-точки максимума и перегиба).Здесь те-длина соразиа,

,, - Л-1

---7Г

Ш11 .

'

^ =- , л =

* ___

Ьс[г ='{в^Ь», = |8Сп1:п ~ характеристическая длина распределения концентрации электронов .Соответственно, найдено Ешззжение для концентрации штастзпшкых ессоцязтсь

' ' 2-5

При. этом в силу пренебрекимо малого взаимодействия зкситонов о метастаоильнзми ассоциатами сами экситоны в струхтуру не сгладываются (е(х)~сопйх),хотя играет главную роль в спонтанном ойразо-ааниа ггроетранственнса неоднородности распределения п(х) % Кй(х-.

Формирование простргнственао-неоднорсдного распределения ш-цектрациа Кя(£* сопровождается возникновением внутреннего аде*--тазчзсксго пзла

и ь - 1 % э1п("1Г х

-

4 * |Г+АС08(4-Х)'

и связанного с ним динамического потенциального барьера,разделяющего неравновесные носители тока.Этот барьер,в отличие от встроенных (технологических), барьеров (р-п,п-п+и т.п. переходов) связан с синергетическими процессами самоорганизации.Соответственно возможно возникновение тока короткого замыкания:

;-. г с—,

напряжения холостого хсдэ: ::Г - - ■ Г 13

1 1

--- , .п «

^ |3 + А

т.е. может иметь место своеобразный синергетическиа фотовольтаи-ческии эффект .Данный эффект,в отличие от впервые полученного в (71 для электронного механизма фотовозбуздэния в условиях реком-бинационно-стимулированных перестроек метастабильных центров,имеет место в условиях экситонного механизма фотовозбувдения и экси-тонно-стимулированных перестроек метастабильных центров.

Точное решение уравнения (1) получено численным методом (Рунге-Кутта-Ыерсона с автоматическим выбором шага) с использованием ЭВМ. Найдены амплитудао- и фазово- частотные характеристики пространственно-неоднородных распределения концентрация неравновесных электронов, метастабильных ассоциатов и внутреннего электрического поля.

Рассматривается также случай взаимодействия экснтонов с ме-тастабильными ассоциатами (§4.2),что вносит существенные изменения в форму, амплитуду и пространственный период распределения концентрация неравновесных носителей,метастабильных ассоциатов, зкситонсв и внутреннего электрического поля.При этом экситоны не только играют главную роль в перестройке Кк,ко и сами складываются в структуру.

Расолитривается такжо-'двумерная задача (§ 4.3). Для случая сильного взаимодействия экситснов с Мд аналитически получено ви-раулние.представляющее собой статическое простр^нственно-неодно-рсдыое распределение концентрации неравновесных электронов,метас-тасилкшх примесных центров и экситонов- для образцов прямоугольной и цилиндрическая формы. ;

Используя идеи Street R.A. 18*] об зкситонно-стимулирсванном рождения дефектов в хальксгенидных стеклообразных полупроводниках .математически описана кинетика релаксации экситонного возбух-депия такого полупроводника <§ 4.4).Определено условие возникно-Bnn:ui времешшх концентрационных автоколебания, закличащееся в у.';ыв?нш суммарной скорости EJ,j ровдения и гибели концентрации мв-•ра«мбильннх дефектов ^.Математическим моделированием на ЭВМ подучены амгоатудно- и фазсво-чзстотадэ характеристики колебаний концентрация электронов,матастабильных центров а экситснов.

Обсуждается абстрактная модель полупроводника с метастасильш-' ж примесными центрами, претерпэватащми как рекомбинацконно-сти-мулированные, так и экситонно-стимулированныа перестройки (§4.5). G помощью линейного анализа на устойчивость определены условия образования пространственно-временных автоколебания концентрация • неравновесных носителей, метастабильшх центров и экситонов.

0СН0В1Ш вывода

1. Показано, что в полупроводниках с экситонным механизмов

! возбуждения фотопроводимости и со стабильными центрами в условиях ударной ионизации экситонов самоорганизация временных автоколебания, статического пространственно-неоднородного распределения, а Такжо бегущих волн концентрации неравновесйых носителей и экситонов возможна при самоторможении суммарной скорости рождения и гибели концентрация электронов,что подтверждается с экспериментальными результатами, полученными Б.М.Ашкзшвдза и А.В.Субашиевнм на SI а СВЧ полях 14*]. •

2. Показано, что в молекулярных кристаллах в условиях темпе-ратурно-стимулированнои аннигиляции экситонов самовозбуждение ав-токолн концентрации экситонов и температуры кристалла возмсзно в

условиях самоторможения теплопередачи от кристалла термостату,что подтверждается экспериментальными результатами, полученным е £5*] на кристаллах деятеробензофенона.

3. Разработана статистика рекомбинации неравновесных носителей в полупроводниках с экситонным механизмом фотовозбуждения в условиях экситонно-стимулированных перестроек метастабильных ре-комбинационных ассоциатов типа мелкии донор-вакансия.Показано,что в результате экситонно-стимулированных перестроек таких метастабильных ассоциатов зависимость скорости рекомбинации от концентрации неравновесных носителей при высоких уровнях фотовозбуждения содержит падающий участок, а время жизни нерашошеных носите лис сверхлипеяно нарастает (что не может быть получено в рамках моделей рекомбинации, игнорирующих воздействие энергии, выделяемся в актах безызлучательного распада экситонов на инфраструктуру ме-тастабильного примесного центра и постулирующих неизменность концентрации рекомОинационншс центров).

4. Показано, (приближенными аналитическими методами и математическим моделированием с использованием ЭВМ), что в экситонных полупроводниках с мэтастабилышми рекомбинационными центрами типа мелкий донор-вакансия при высоких уровнях фотовозбуждения, когда экситонно-стЕмулированше перестройки метастабильных ассоциатов обусловливают убывание скорости рекомбинации с ростом уровня возбуждения, возможно возникновение пространственно-неоднородных распределения концентрация неравновесных носителей,метастабильных примесных центров и внутреннего электрического поля.

5. Предсказана возможность возникновения синергегаческого фотовольтаического эффекта в экситонных полупроводниках, который' в отличие от впервые предсказанного в СТ*;, возникает в условиях экситонно-стимулированных перестроек метастабильных примесных центров. При этом полупроводник становится активной средой ■•с пространственно-неоднородным характером распределения концентрация, электронов, метастабильных ассоциатов и внутреннего электрического поля, в результате чего возникает наведенная динамический потенциальный барьер, разделявдия неравновесных носителей тока к однородный полупроводник становится генератором фототока.

6. Показано, что при сильном взаимодействии экситона с м?- •

тастабильным центром, приводящем к увеличению интенсивности без-ызлучательноя аннигиляции зкситонов,однородное экситонное фото-возбувдение однородного полупроводника- может привадить к самоорганизации пространственно-неоднородных распределения концентраций неравновесных носителей, метастабильных центров и экситонов (как в одномерном, так и в двумерном случаях).

' 7.С использованием модели Street R.A. 18),для моделей халько-генидных стеклообразных полупроводников показано,что при однородном экситонном фотовозбуадении в условиях убывания суммарной скорости роздения и гибели концентрации метастабильных болтающихся связей возможна самоорганизация временных автоколебаний концентрация электронов.метастабильных болтающихся связей и экситонов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ

1. Карагеоргия-Алкалаев П.М., Караганов С.Ж.,Деадерман А.К).,

Суяров К-Т. Автоколебания фотопроводимости в полупроводниках с метастабильными примесными центрами и зкеитонным механизмом фотовозбуждения. - В кн.:"Фотоэлектрические явления в полупроводниках, все союзная научная конференция. Тезисы докладов", Ташкент,Г989,с.169:

2. Каражанов С.Е. Исследование концентрационных автоволн в экси-тон-электронных системах , полупроводников с развитой ударной ионизацией экситонов. Препринт,М 100-в9-ФПП,1990,с.19.

3. Каражанов С.Ж. Самоорганизация дассипативних структур в разогретой электронной подсистеме полупроводаиков с зкеитонным механизмом фотовозбуждения. Щрепршт* 123-90-ФПП,1990,с.12.

4. Карагеоргия-Алкалаев n.M., Лейдерман A.D., Каражанов С.К. Сте-• тистика рекомбинации для экситонных полупроводаиков с метастабильными примесными центрами. - В кн.:"Фотоэлектрические явления в полупроводниках. Вторая научная конференция. Тезисы докладов", Ашхабад,1Э91.С.65.

5. Карагеоргий-Алкалаев П.М..Леадерман A.D.,Каражанов С.Е.Статис-тика рекомбинации для твердых растворов типа SI-Ge о метастабильными ассоциатами типа мелкий донор-вакансия.- В кн.:"Вось-

. мое координационное совещание по исследованию н применению

сплавсш кремний-германий.Тезисы докладов" .Таакент, 1991, с. 35.

6. Карагеоргия-Алкалаев n.M., Легдерман А.Ю., Караканов o.s. Синергетическиа фотовольтаическкя аффект в твердых растворах кремнцй-германии с метастабильшми еосоциатами типа мелкий донор-вакансия. - В кн.: "Восьмое координационное совещание по исследованию и применению сплавов кремния-гермаикг. Тезиси докладов", Ташкеит, 1991, о.36.

?. Карагеоргиа-Алкалаев ü.M., Караканов C.S., -Леадерман д.к. •Спонтанное структуроооразавание в полупроводниках с метаста-бильными примесными центрами в условиях экситонного механизма фотовозбуздения. Узбекский физический журнал,I991,№ I.e.63-6?.

8. Карагеоргиа-Алкалаев U.M..Левдерман A.b..Караканов с.>.:. Автоволновые структуры в полупроводниках с развитой ударной ионизацией экситонов.Узбекский физический журнал,1991,* 4,с.33-36.

9. Карагеоргия-Алкалаев n.M., Левдерман A.D., Караканов С.Ж. Самоорганизация автоволновых структур в молекулярных кристаллах с экоиТонным механизмом фотовозбуждения. ДАН УзССР,1991, JS.5, с.31-33.

Ю.Карагеоргшг-Алкалаев П.М.,Леидерман А.Ю.«Караганов С.Спонтанное структурообразование и сшергетическиг фотовольтаическиз эффект в полупроводниках при сильном- взаимодействии экситонов с метастабильными ассоцкатами. ДАН УзССР,1991,* 8, с.25-27.

11 .Карагеоргия-Алкалаев П.М., Караганов С.Ж., Леадерман A.D. Синерге тиче ские двумерные структуры в полупроводниках с экси-тонным механизмом фотовозбуздения. ДАН РУз,1991,* II,с.19-22.

12.Лейдерман А.Ю.,'Караканов G.E. Спонтанное структурообразование и синерге тиче ский фотовольтаическиа эффект в полупроводниках при слабом взаимодействии экситонов с метастабильнымк ассоцкатами. Узбекский физический журнал,I9S2.JÉ I.e.35-40.

13.Караканов С.Ж". .Синерге тиче ские процессы фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в р-n фотоэлементах на основе диссипативных палупродниковых сред. ДАН РУз,19Э2,)б 4,с.2Б-2г/.

14.Карагеоргиг-Алкалаев U.M., Леадерман A.B., Кзраханов С.Ж. Синэргетическиэ фотоэлектрические явления, обусловленные ассоцкатами примесей переходных металлов со структурными , , дефектами в S1 и полупроводниках типа А,Ве и aqE£. В кк.:

nauiicääi2>K2.4 конЗеренщя- "Дефекта з полупроводниках" .Тезисы докладов.Санкт-Петербург, 1392,с .83. '5.Караганов с.ж. Автоколебания прсзодямости з зкситснных полупроводниках о перестраивающимися метастаоальными примесными центрами. 3 сборнике докладов III зкоды молодых ученых ТззГУ. Ташкент,"Университет", 1992, с.24-29. 15.Карахансз С;Ж.Спонтанное структурсосразсвание з зкситснных молекулярных кристаллах с ловузками для экситонов.Там же.с.29-34 ;v.Causes д.С.Деядермая A.B..Сапаев В..Караванов С.Н. Электрофизические свойства твердых растЕорсз Si-Ge.полученных .-гетодсм жилксфазЕО!? эпитаксии. ФТП,1993.Л 2»с.45-46. 'á.Xara^sü^y-Alkalaer P..'í. .leidenaan. A.l'u. .Karasíiancv S.Zh.S:/-nsr^etic photoelectric phenomena' In semiconductors ícr excitor. ^nhsncsd tránsíoraatioss or n¡e tas table dsíect3 .Semi-ccnüictor öolor.ce A Tscnaology, 1993, т. 103-tG5, p.221 -225.

список ЮТРОЗЛННШ лхшрлиш

< ".¿встропсв 3.3..Царенкоз Б.3.Статистика экситсеноя рекомбинация

электронов и дырок в полупроводниках.-ФТП, 1970,т.4,с.923-532. ~*.Нолле Э.Д. О рекомбинации через зкситснные состояния в полуп-

рсводЕШках. — ОТ, 1967, т.9, с. 122-127. • 3*.»з22Ше1 С., Chevalier J., Marietta Н. Heccabicaticn >ir.etic3 oí the excitcra in GaP:N electroluminescent dioda.- Solid State Electronics,19T3,7.21.p.403-407. 4*.Апкинадзэ S.tó'. .Сувазиев A.B. Азтоколебз:шя в экситсн-электрсн-нся системе при ударной ионизации экситонсп. Письма з 22ТЗ. 1937, т.46, в.7, C.2Q4-2S6. о".Галинеа И.О. .Дзлеков A.A.. .Сугаяов В.'А. Автоколебания плотнос-■ та экситсцев и тешэрзтура в примесном модекулярвш кристалл« " -.Письма а ЕЗГФ.ХЭеЭ, т.49, 3.4, С.207-20Э. 5*.Swansea ЯЛ. In: £цпйзаепгз1з oí Solar Celia.

Зу Д.I. ?a¿renbr-jche. H.H. Hues. №* York, i«?83.p.ü2-i 43. "*.K.ir2georg7-Alkaiae7 P.2.. Leiüerrar» A.íu. TJie Synergenic piio— г.еягяз in Phsroexcltsd SüSiccnductcra.Phya.Stat.Sci. í3>. '9S". v.iOO. iíol ,p.¿2i-23!. i*.Street H.A. Ncn-radiati7s recoEOlsatlcn in. chaiccganide ?.!3ü.?os.2olid State Ccansiic.itiona.1s*T\t.24.p.263-36.5.

ЭКСИТОН МЕХДОИЗМЛИ «ЮТОУЙРОНИШИ МЕТАСТЙБИЛ КИРИ1ШЛИ .ЯРИМ УТКАЗГИЧЛЙРДЙГИ СИНЕРГЕТИК. ФОТОЭЛЕКТРИК ЩШШР Карат-шов С-Ж.

' РСКЙЧЙ МАЪНОСИ Ушбу т экситон механизмли фотоуйгонишли ярим Угказгичларда ги синергетик фотоэлектрик ходисаларни урганияга оапиплакган-Стабил киритмали,зкситонли ярим Утказгичларла синергетик структура ларнинг Уз-Узидак хосил бУлшм' мувоаанатсиз заряд ташувчилар-нияг рекомбинация: и чексиз сусайиищ натижасида амалгз ошадк.Ната-аалир УШ майдондаги si кристалларида тасдаиуинган. Молекуляр кри: талларда автотул^инлар зкситон аннигиляция; и шароитида'ажралаёт-ган ва иссюуш; Утказувчанлик туфайли й.Укояаетган иссиг,.т/.г; мицзэр ларини белгиловчи функциянинг камайиши натижасида пайдо булади. Натгаалар тажрибада дейтеробензофенон кристалларида тасдшданган.

Экситон-стимулли Узгарадиган майда-донор вакансия типидаги метастабкл рекомбинащюн ассоциатлари бор ярим 5тказгичдар учун мувоаанатсиз заряд ташувчиларнинг рекомбинация статистикаси ишлаб чвдлдди. Мувозанатсиз заряд ташувчиларнинг концектрацижи одаш билан уларнинг рекомбинация твзлигининг камайиши ва яшаш дав£и-нинг Jira щорк чизтум устам кУрсаглим-

ЭКМда сонли .юделлаиггиривитакрибий аналитик усуллар ёрдадада статик автотУл^нларнкнг ва ички электр майдонининг унта боглан-ган синергетик динамик потенциал тУсшдарининг пайдо буяиш имко-ниятдари курсаталди.Заряд ташувчилар-jta тЗсюдарда ажрала туриб синергетик фотовольтаик эффектам хосил ¡^илишади. Б у эффект П-м. Карагеоргий-плкаяаев,.П.Ю. &йдершн томокидан таклиф цилинган зффектга Зхшайди ва метастабил нуксонларнинг зкситон стамулж уг-' гариим натизасида пайдо булади-

Бир ва ик1?и Улчовли фазолар учун эксигонларданг оругли^кз аши> идящжкнн кучайтарувчи метастабкл киритмалар билан Угаре та^сирининг кучаши матастабил нуясокларнинг ва экситонларнкнг фазог.пй бир 'змнели булдаган хаксимланишининт пайло буливкга слиб кежл имконияти курсатилди- .

р.р„стр>'тнинг халькогенид шишаларига багишланган моделидан фо.с,: -нко заряд хаЕузчияарнинг.шхасгабил нупсонларншг ва зкек • тонли.^мяг г.втот?л?;инлари мзтастабил киритма аннигкляииясйни!г и камайганла пайдо булят к^рсаталган.

SYN3RGETIC PHOTOELECTRIC .PHENOMENA IK SEMICONDUCTORS CONTAINING ifiC'^STAfeLS IMPURITY CENTERS POR EXCITON NATURE OF PHOTOEXCITATIQN Karaiihanov S.Zh.

RESUME

The work la devoted to researching oi syneigetic photoelectric phenomena In semiconductors tor eiciton nature of photoexcltatlon It's shown that In exciton semiconductors with stable centers sciforganizatlon oi synergetic structures are possible when self-inhibition of lionequilibrluro carriers' decay rate takes place.Ihe results are continued experimentally in SI In superhigh frequency field.In molecular crystals selfwaves are possible when selfinhl-bi v. ion oi heat-transmission rate takes place. The results are confirmed experimentally in crystals C4H10.

!fcr,equilibrium carriers' recombination statistics is developed for semiconductors with metastable recombination associations oi type shallow donor-vacancy undergoing exciton enhanced transformations. It's shown that nonequilibrium carriers' recombination rate may decrease and their life-time superltasarly increase with Increasing carriers concentration.By computer simulation and ana-litycal methods possibility of spontaneous formation of spatio--unhomogeneous structrures as well as internal electric field and synergetic dynamic potential barriers is shown. Photogenerated carriers being separated on the barriers may cause synergetic photovoltaic effect.The effect is like the one first reported by P.M.Karageorgy-Alkalaev and A.Yu.Leidsrman and take place when exciton enhanced transformations of metastable defects exist.

It's shown for one and two dimensional cases that strong interaction of excitons with metastable-centers causing excitons* non radiative annihilation rate increase may result in selforganl-zatton of spatlal-unhomogeneous distribution of nonequilibrium: carriers, metastable defects and excltonB.

Using model of Street R.A. for chalcogenldes of glasses it's shown that temporal autoossillations of carriers, metastable defects and excitons cay arise when annihilation rate of oetastable defects-contain a negative slope region.

Автореферат

Ответственный за вшзусас Караванов С.Е. , „.--"'

/¿■■L

Подписано к печати 15.03.93. Заказ Л 3 .ftrpai 100 вкз. ооьек I печ.д. Отпечатаю es ротапринте Ташкентского Дома науке е техники, ул. Ленинградская ¿8-, .