Density-of-states tails associated with theL-minima of the conduction band of heavily dopedn-GaSb

Summary

A study is made of the effects of density-of-states tails associated with the subsidiary minima (L) of the conduction band on the ionized-impurity scattering of electrons in the degenerate principal minimum (Γ). Wo investigate the changes of mobility and lifetime of theΓ-electrons with uniaxial compression along the <111>, <110> and <100> directions. The Thomas-Fermi screening parameter is calculated in aself-consistent manner. When the electron concentration is such that the Fermi level lies below theL-minima in the unperturbed band picture, the tailing of the density of states leads to a monotonic increase in screening and a resulting increase in electron mobility and lifetime with uniaxial compression. This result is consistent with the observed stress-induced changes of the Hall mobility and the Shubnikov-de Haas amplitude in Te-doped GaSb at 4.2 °K as reported by Sherwood and Becker.

Riassunto

Si è effettuato uno studio degli effetti delle code della densità degli stati associate con i minimi sussidiari (L) della banda di conduzione sullo scattering degli elettroni sulle impurità ionizzate nel minimo principale degenere (Γ). Si studiano i canibiamenti della mobilità e della vita media degli elettroniΓ a seguito di compressione uniassiale lungo le direzioni <111>, <110> e <100>. Si calcola in modo autoconsistente il parametro di schermatura di Thomas-Fermi. Quando la concentrazione elettronica è tale che il livello di Fermi sta al di sotto dei minimiL nel quadro della banda imperturbata, la coda della densità degli stati porta ad un incremento monotono nella schermatura e ad un risultante incremento nella mobilità e vita media degli elettroni a seguito di compressione uniassiale. Questo risultato è consistente con i cambiamenti osservati nella mobilità di Hall e nell’ampiezza di Shubnikov-de Haas indotti dallo sforzo nel GaSb drogato con Te a 4.2 °K, riportati da Sherwood e Becker.

Резюме

Исследуется влияние хвостов плотности состояний, связанных с вторичными минимум ами (L) зоны проводимост и, при рассеянии элект ронов на ионизо проводимости, при рас сеянии электронов на ионизованных примес ях в вырожденном глав ном минимуме (Г). Мы исс ледуем изменения под вижности и времен ионизованных примес ях в вырожденном глав ном минимуме (Г). Мы исс ледуем изменения под вижности и времени жи зни Г-электронов при н еаксиальном сжатии в доль направлений <111>, <110> и <100>. Самосогласованным образ (Г). Мы исследуем измене ния подвижности и вре мени жизни Г-электрон ов при неаксиальном с жатии вдоль направле ний <111>, <110> и <100>. Самосогласов анным образом вычисл яется параметр экран ирования Томаса-Ферм и. Когда концентрация электронов является такой, что урове Г-электронов при неак сиальном сжатии вдол ь направлений <111>, <110> и <100>. Са мосогласованным обр азом вычисляется пар аметр экранирования Томаса-Ферми. Когда ко нцентрация электрон ов является такой, что уровень Ферми лежит н иже L-минимумов в невоз мущенной зонной карт ине, то хвост плотност и состояний приво направлений <111>, <110> и <100>. Само согласованным образ ом вычисляется парам етр экранирования То маса-Ферми. Когда конц ентрация электронов является такой, что ур овень Ферми лежит ниж е L-минимумов в невозму щенной зонной картин е, то хвост плотности с остояний приводит к м онотонному увеличен ию экранирования и ре зультирующему увели чению подвижности и в рем вычисляется парамет р экранирования Тома са-Ферми. Когда концен трация электронов яв ляется такой, что уров ень Ферми лежит ниже L-м инимумов в невозмуще нной зонной картине, т о хвост плотности сос тояний приводит к мон отонному увеличению экранирования и резу льтирующему увеличе нию подвижности и вре мени жизни при неакси альном сжатии. Этот ре зультат согласуется с наблюденными измен ениями, индуцир Когда концентрация э лектронов является т акой, что уровень Ферм и лежит ниже L-минимумо в в невозмущенной зон ной картине, то хвост п лотности состояний п риводит к монотонном у увеличению экранир ования и результирую щему увеличению подв ижности и времени жиз ни при неаксиальном с жатии. Этот результат согласуется с наблюд енными изменениями, и ндуцированными напр яжением, подвижности Холла и амплитуды Шуб никова-де Гааза в GaSb с пр исадкой Те при 4.2 °К, кот уровень Ферми лежит н иже L-минимумов в невоз мущенной зонной карт ине, то хвост плотност и состояний приводит к монотонному увелич ению экранирования и результирующему уве личению подвижности и времени жизни при не аксиальном сжатии. Эт от результат согласу ется с наблюденными и зменениями, индуциро ванными напряжением, подвижности Холла и а мплитуды Шубникова-д е Гааза в GaSb с присадкой Те при 4.2 °К, которые был и получены Шервудом и Беккером. зонной картине, то хво ст плотности состоян ий приводит к монотон ному увеличению экра нирования и результи рующему увеличению п одвижности и времени жизни при неаксиальн ом сжатии. Этот резуль тат согласуется с наб люденными изменения ми, индуцированными н апряжением, подвижно сти Холла и амплитуды Шубникова-де Гааза в GaSb с присадкой Те при 4.2 °К, которые были получен ы Шервудом и Беккером. к монотонному увелич ению экранирования и результирующему уве личению подвижности и времени жизни при не аксиальном сжатии. Эт от результат согласу ется с наблюденными и зменениями, индуциро ванными напряжением, подвижности Холла и а мплитуды Шубникова-д е Гааза в GaSb с присадкой Те при 4.2 °К, которые был и получены Шервудом и Беккером. результирующему уве личению подвижности и времени жизни при не аксиальном сжатии. Эт от результат согласу ется с наблюденными и зменениями, индуциро ванными напряжением, подвижности Холла и а мплитуды Шубникова-д е Гааза в GaSb с присадкой Те при 4.2 °К, которые был и получены Шервудом и Беккером. жизни при неаксиальн ом сжатии. Этот резуль тат согласуется с наб люденными изменения ми, индуцированными н апряжением, подвижно сти Холла и амплитуды Шубникова-де Гааза в GaSb с присадкой Те при 4.2 °К, которые были получен ы Шервудом и Беккером. согласуется с наблюд енными изменениями, и ндуцированными напр яжением, подвижности Холла и амплитуды Шуб никова-де Гааза в GaSb с пр исадкой Те при 4.2 °К, кот орые были получены Ше рвудом и Беккером. индуцированными нап ряжением, подвижност и Холла и амплитуды Шу бникова-де Гааза в GaSb с п рисадкой Те при 4.2 °К, ко торые были получены Ш ервудом и Беккером. амплитуды Шубникова-де Гааза в GaSb с присадко й Те при 4.2 °К, которые бы ли получены Шервудом и Беккером. °К, которые были получ ены Шервудом и Беккер ом.