Утворення хвостів щільності електронних станів біля країв зон в опромінених швидкими нейтронами монокристалах

Abstract

У дефектних (опромінених) монокристалах CdS у забороненій зоні власні оптичні переходи з дефіцитом енергії фотонів здійснюються переходами електронів і зі стелі, заповненої електронами валентної зони, через квантове тунелювання під горби потенціального рельєфу зони провідності. Менша ефективна маса електронів, порівняно з такою ж для дірок, сприяє більшій ефективності квантових переходів у хвості зони провідності, ніж це характерно для рельєфу валентної зони. Визначено протяжність хвостів щільності станів в опромінених швидкими нейтронами монокристалах CdS. ; We investigated the absorption spectra of perfect CdS crystals before and after irradiation by fast reactor neutrons with an average energy of 1 MeV with the dose 3•1018 cm-2 in the temperature range 77-300 K. The measurements showed that both before and after irradiation, the energy dependence of the absorption coefficient is well described by the Urbach rule. The characteristic energy, which depends on the degree of disorder of the lattice, at T = 77 K increased after irradiation from 0,02-0.03 eV to 0,085-0,09 eV and did not depend on the temperature for irradiated crystals. The width of the density-of-states tails in the irradiated samples was similar for the transitions from the different sub-bands of the valence band to the conduction band and constituted about 0,09 eV. Analysis of the experimental data showed that in the defective (irradiated) single crystals with a deep position of the Fermi level in the forbidden zone intrinsic optical transitions with a deficit of photon energy occur due to the transitions of electrons from the ceiling of filled valence band by quantum tunneling under the hills of the potential profile of the conduction band. The smaller effective mass of electrons, than that of the holes enhance the greater efficiency of quantum transitions in the tail of the conduction band than it is typical for the relief of the valence band.