A Quasi-Classical Model of the Hubbard Gap in Lightly Compensated Semiconductors


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

A quasi-classical method for calculating the narrowing of the Hubbard gap between the A0 and A+ acceptor bands in a hole semiconductor or the D0 and D donor bands in an electron semiconductor is suggested. This narrowing gives rise to the phenomenon of a semiconductor transition from the insulator to metal state with an increase in doping level. The major (doping) impurity can be in one of three charge states (–1, 0, or +1), while the compensating impurity can be in states (+1) or (–1). The impurity distribution over the crystal is assumed to be random and the width of Hubbard bands (levels), to be much smaller than the gap between them. It is shown that narrowing of the Hubbard gap is due to the formation of electrically neutral acceptor (donor) states of the quasicontinuous band of allowed energies for holes (electrons) from excited states. This quasicontinuous band merges with the top of the valence band (v band) for acceptors or with the bottom of the conduction band (c band) for donors. In other words, the top of the v band for a p-type semiconductor or the bottom of the c band for an n-type semiconductor is shifted into the band gap. The value of this shift is determined by the maximum radius of the Bohr orbit of the excited state of an electrically neutral major impurity atom, which is no larger than half the average distance between nearest impurity atoms. As a result of the increasing dopant concentration, the both Hubbard energy levels become shallower and the gap between them narrows. Analytical formulas are derived to describe the thermally activated hopping transition of holes (electrons) between Hubbard bands. The calculated gap narrowing with increasing doping level, which manifests itself in a reduction in the activation energy ε2 is consistent with available experimental data for lightly compensated p-Si crystals doped with boron and n-Ge crystals doped with antimony.

Об авторах

N. Poklonski

Belarusian State University

Email: poklonski@bsu.by
Белоруссия, Minsk, 220030

S. Vyrko

Belarusian State University

Email: poklonski@bsu.by
Белоруссия, Minsk, 220030

A. Kovalev

Belarusian State University

Email: poklonski@bsu.by
Белоруссия, Minsk, 220030

A. Zabrodskii

Ioffe Physical-Technical Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: poklonski@bsu.by
Россия, St. Petersburg, 194021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».