Anihilace pozitronů v polovodičích
• záchytový model pro V-
RRbRbb nnKK
dt
dn
bRRRRbR nKn
dt
dn
bRRttt Knnn
dt
dn
kT
EmkT
c
KT B
v
RR exp
2
2/3
2
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)
střední doba života
rozklad na komponenty
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)rozklad na komponenty
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• b = 230 ps
• VGa: v = 260 ps (hluboká záchytová centra)
• mělká záchytová centra: s = 230 ps
• záchyt pozitronů v Rydbergových stavech
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• b = 230 ps
• mělká záchytová centra: s = 230 ps
• záchyt pozitronů v Rydbergových stavech
• záporně nabité ionty GaAs
• VGa: v = 260 ps (hluboká záchytová centra)
• koncentrace GaAs nezávislá na koncentraci vakancí
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)rozklad na komponenty
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• b = 230 ps
• VGa: v = 260 ps (hluboká záchytová centra)
• mělká záchytová centra: s = 230 ps
• záchyt pozitronů v Rydbergových stavech
• záporně nabité ionty GaAs
• Eb = (41 4) meV
• koncentrace cst = 1.3 1017 cm-3
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• b = 230 ps, záporně nabité ionty GaAs
kT
EmkT
c
KT B
st
stst exp
2
2/3
2
kT
Em
ckT
K
T B
stst
st exp2
12/3
2
2/3
• Arrheniův plot
T
kTK
T
st
st 1vsln 2/3
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• b = 230 ps, záporně nabité ionty GaAs
• koncentrace mělkých záchytových center
• Eb = 38 - 41 meV
Anihilace pozitronů v polovodičích
• záchytový model
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
RRbRvbb nnKK
dt
dn
bRRRbR nKn
dt
dn
bvvvv nKn
dt
dn
v
b
bRRK
vK
kT
Em
ckT
K
T B
RR
R exp2
12/3
2
2/3
vakance
mělké záchytové centrum
Anihilace pozitronů v polovodičích
• záchytový model
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
RRbRvbb nnKK
dt
dn
bRRRbR nKn
dt
dn
bvvvv nKn
dt
dn
kT
Em
ckT
K
T B
RR
R exp2
12/3
2
2/3
200/ Rv KK
• vliv poměru Kv / KR
ps2301 b ps2601
v meV50bE
Anihilace pozitronů v polovodičích
• záchytový model
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
RRbRvbb nnKK
dt
dn
bRRRbR nKn
dt
dn
bvvvv nKn
dt
dn
kT
Em
ckT
K
T B
RR
R exp2
12/3
2
2/3
• vliv vazebné energie pozitronu Eb
ps2301 b ps2601
v 22.0/ Rv KK
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs ozářený elektrony (1.5 MeV)
C. Corbel et al. Phys. Rev. B 45, 3386 (1992)
• teplotní stabilita defektů
• mělká záchytová centra jsou teplotně stabilní
• vakance se při pokojové teplotě odžíhávají
Anihilace pozitronů v polovodičích
• defekty v GaAs
valenční pás
vodivostní pás
Fermiho hladina
0EEF • Fermiho energie chemický potenciál e-
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs
• přechod v = 260 ps 295 ps
• závislost v na poloze Fermiho hladiny
• v = 260 ps: VAs1-
• v = 295 ps: VAs0
• přechod VAs-1 VAs
0
Anihilace pozitronů v polovodičích
• GaAs
• závislost záchytové rychlosti K295
na poloze Fermiho hladiny
VAs-1 VAs
0 VAs+1
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
• růst krystalu v přebytku Te dominantní defekty VCd
• vhodný materiál pro detektory -záření: - vhodná šířka zakázaného pásu - poměrně velké Z: (48 + 52)/2 = 50
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
• CdTe:Cl, CdTe:In
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
• kompenzace
C. Szeles, IEEE Trans. Nucl. Sci. 51, 1242 (2004)
• dobrý detektor vysoký odpor
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
• mobilita
C. Szeles, IEEE Trans. Nucl. Sci. 51, 1242 (2004)
• doba života nosičů
• dobrý detektor velký
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe:Cl, CdTe:In
• stabilizace Fermiho hladiny (‘pinning’)
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
• A-centrum: mělký akceptor + mělký donor
p typ nezávisle na koncentraci donorů
n typ při vysoké koncentraci donorů
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
Fermiho hladina
oblast Ef kdy > 109 cm
rostoucí koncentrace mělkých donorů
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
• stabilizace Fermiho hladiny (‘pinning’)
• EfD-V roste s [D+], Ef
D-A konstantní
• n-typ• Fermiho hladina saturovaná na Ef
D-A
• CdTe:Cl, CdTe:In
Anihilace pozitronů v polovodičích
Fermiho hladina
oblast Ef kdy > 109 cm
rostoucí koncentrace mělkých donorů
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
• stabilizace Fermiho hladiny (‘pinning’)
• EfD-V roste s [D+], Ef
D-A konstantní
• vysoký odpor
• CdTe:Cl, CdTe:In
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
• stabilizace Fermiho hladiny (‘pinning’)
• formační energie defektů v nedopovaném CdTe
VCd + TeCd
VCd + Cdi
VCd + VTe ??
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe:Cl
K. Biswas, M.-H. Du, New J. Phys. 14, 063020 (2012)
• stabilizace Fermiho hladiny (‘pinning’)
• formační energie defektů v Cl dopovaném CdTe
A + ClTe
A + CdTe
T (K)
150 200 250 300
mea
n lif
etim
e (p
s)
270
280
290
300
310
320
330
340
CdZnTe, as-grownCdZnTe, Cd-annealedCdZnTe, Te-annealed
T (K)
150 200 250 300
mea
n lif
etim
e (p
s)
270
280
290
300
310
320
330
340
CdTe:Cl, as-grownCdTe:Cl, Cd-annealedCdTe:Cl, Te-annealed
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
• bulk b = 295 ps
CdZnTe CdTe:Cl
• vakance (VCd - 2ZnTe)0, v = 320 ps
• A-centrum (VCd - ClTe)-, v = 330 ps
• klastr 4 A-center 4(VCd - ClTe)-, 4V = 420 ps
• mělká záchytová centra R = 290 ps
316 cm102 RK
meV90bE
Anihilace pozitronů v polovodičích
• CdTe
