Многофононный захват электронов на состояния вакансий ртути в "широкозонных" слоях HgCdTe
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Госзадание, FFUF-2024-0019
Российский научный фонд, 22-12-00298
Бекин Н.А.
1, Козлов Д.В.
11Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия

Email: nbekin@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 27 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 12 ноября 2025 г.
Принята к печати: 12 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 25 декабря 2025 г.
Используя адиабатическое приближение, сделана оценка коэффициента захвата электронов зоны проводимости на уровни A2-2 вакансий ртути в полупроводниках HgCdTe с шириной запрещенной зоны более ~100 мэВ (с долей Cd в растворе x>0.2). Показано, что захват электронов на вакансии существенно подавляется с ростом доли кадмия. Например, низкотемпературный коэффициент захвата уменьшается с ~ 10-8 см3·с-1 при x=0.21 до ~10-12 см3·с-1 при x=0.25. Низкий темп захвата электронов в широкозонных слоях HgCdTe обусловлен главным образом значительной удаленностью уровней вакансии ртути от дна зоны проводимости, а также умеренно слабой электрон-фононной связью локализованных на вакансиях электронов (фактор Хуанга-Рис S<0.5). Ключевые слова: глубокие дефекты, вакансии ртути, HgCdTe, многофононный захват электронов, адиабатическое приближение.
- M. Orlita, K. Masztalerz, C. Faugeras, M. Potemski, E.G. Novik, C. Brune, H. Buhmann, L.W. Molenkamp. Phys. Rev. B, 83, 115307 (2011)
- B.A. Bernevig, T.L. Hughes, S.-C. Zhang. Science, 314, 1757 (2006)
- M. Konig, S. Wiedmann, C. Brune, A. Roth, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, X.-L. Qi, S.-C. Zhang. Science, 318, 766 (2007)
- M. Orlita, D.M. Basko, M.S. Zholudev, F. Teppe, W. Knap, V.I. Gavrilenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, P. Neugebauer, C. Faugeras, A.-L. Barra, G. Martinez, M. Potemski. Nature Physics, 10, 233 (2014)
- A. Rogalski. Opto-Electron. Rev., 20, 279 (2012)
- S.V. Morozov, V.V. Rumyantsev, M.A. Fadeev, M.S. Zholudev, K.E. Kudryavtsev, A.V. Antonov, A.M. Kadykov, A.A. Dubinov, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, V.I. Gavrilenko. Appl. Phys. Lett., 111, 192101 (2017)
- K.E. Kudryavtsev, V.V. Rumyantsev, V.V. Utochkin, M.A. Fadeev, V.Ya. Aleshkin, A.A. Dubinov, M.S. Zholudev, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, V.G. Remesnik, F. Teppe, V.I. Gavrilenko, S.V. Morozov. J. Appl. Phys., 130, 214302 (2021)
- W. Shockley, W.T. Read, jr. Phys. Rev., 87, 835 (1952)
- R.N. Hall. Phys. Rev., 87, 387 (1952)
- Д.В. Козлов, В.В. Румянцев, А.А. Янцер, С.В. Морозов, В.И. Гавриленко. ЖЭТФ, 165 (6), 840 (2024)
- D.V. Kozlov, A.V. Ikonnikov, K.A. Mazhukina, S.V. Morozov, V.I. Gavrilenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, V.V. Rumyantsev. Semicond. Sci. Technol., 40, 035007 (2025)
- В.А. Коварский, Н.Ф. Перельман, И.Ш. Авербух. Многоквантовые процессы (М., Энергоатомиздат, 1985)
- Д.В. Козлов, В.В. Румянцев, С.В. Морозов, А.М. Кадыков, М.А. Фадеев, H.-W. Hubers, В.И. Гавриленко. ФТП, 52 (11), 1257 (2018)
- I.B. Bersuker. The Jahn-Teller Effect (Cambridge University Press, UK, 2006)
- E. Gutsche. Phys. Status Solidi B, 109, 583 (1982)
- В.Ф. Гантмахер, И.Б. Левинсон. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках (М., Наука, 1984)
- Н.А. Бекин, Р.Х. Жукавин, В.В. Цыпленков, В.Н. Шастин. ФТП, 58, 7 (2024)
- Д.В. Козлов, В.В. Румянцев, С.В. Морозов, А.М. Кадыков, М.А. Фадеев, H.-W. Hubers, В.И. Гавриленко. ФТП, 52, 1257 (2018)
- N.O. Lipari, A. Baldereschi, M.L.W. Thewalt. Solid State Commun., 33, 277 (1980)
- S. Adachi. Properties of Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors (John Wiley \& Sons, Ltd, 2005)
- J.P. Laurenti, J. Camassel, A. Bouhemadou, B. Toulouse, R. Legros, A. Lusson. J. Appl. Phys., 67, 6454 (1990)
- Handbook of Mathematical Functions With Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, ed. by M. Abramowitz, I. Stegun. National Bureau of Standards Applied Mathematics Series 55, 1972
- В.Н. Абакумов, В.И. Перель, И.Н. Яссиевич. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках (СПб., Изд-во "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН", 1997)