Residual conductivity and electron-phonon interaction in CdS

Summary

In the present paper we report an investigation concerning the electron-phonon interaction in a piezoelectric semiconductor during the phase of residual conductivity. Both from experimental data and from, a semi-quantitative theoretical approach we show that an intimate connection exists between the two phenomena. In particular, during the phase of normal conductivity (sample under illumination) the dominant mechanism of the electron-phonon interaction is classical in character, while during the phase of residual conductivity the dominant mechanism is a quantistic one, irrespectively of the value of the conductivity. In addition we show that the details of the decay in time of the current during the phase of residual conductivity can be explained only by taking into account the electron-phonon interaction processes, the behaviour of the sample being Ohmic only at the critical voltage.

Riassunto

Nel presente lavoro si riporta un’indagine sull’interazione elettrone-fonone in un semiconduttore piezolettrico durante la fase di conducibilità residua. Attraverso dati sperimentali ed un approccio teorico semiquantitativo, si mostra che esiste uno stretto collegamento tra i due fenomeni. In particolare, durante la fase di normale conducibilità (a campione illuminate) il meccanismo dominante dell’interazione elettrone-fonone è di tipo classico, mentre durante la fase di conducibilità residua il meccanismo dominante è di tipo quantistico, indipendentemente dal valore della conducibilità. Si mostra inoltre che i dettagli del decadimento del tempo della corrente, durante la fase di conducibilità residua, possono essere spiegati solo considerando processi di interazione elettrone-fonone; il comportamento del campione essendo ohmico solo alla tensione critica.

Резюме

В настоящей работе мы исследуем электрон-фононное вз аимодействие в пьезо электрических полуп роводниках в теч пьезоэлектрических полупроводниках в те чение фазы остаточно й проводимости. Испол ьзуя и экспериментал ьные данные и полукол ичесм остаточной проводим ости. Используя и эксп ериментальные данны е и полуколичественн ый теоретический под ход, мы показываем, что между двумя рассматр иваемыми явлениями с экспериментальные д анные и полуколичест венный теоретически й подход, мы показывае м, что между двумя расс матриваемыми явлени ями существует тесна я связь. В частности, в течение фазы нормаль ной проводимости (при облуч теоретический подхо д, мы показываем, что ме жду двумя рассматрив аемыми явлениями сущ ествует тесная связь. В частности, в течение фазы нормальной пров одимости (при облучен ии образца) доминирую щий механизм электро н-фононного взаимоде йствия имеет классич еский характер, рассматриваемыми яв лениями существует т есная связь. В частнос ти, в течение фазы норм альной проводимости (при облучении образц а) доминирующий механ изм электрон-фононно го взаимодействия им еет классический хар актер, тогда как в тече ние фазы остаточной п роводимости доминир ующий механизм являе тся квантовым, незави симо о В частности, в течение фазы нормальной пров одимости (при облучен ии образца) доминирую щий механизм электро н-фононного взаимоде йствия имеет классич еский характер, тогда как в течение фазы ост аточной проводимост и доминирующий механ изм является квантов ым, независимо от вели чины проводимости. Кр оме того, мы показывае м, что детали затухани я во времени тока в теч ение фазы остм (при облучении образц а) доминирующий механ изм электрон-фононно го взаимодействия им еет классический хар актер, тогда как в тече ние фазы остаточной п роводимости доминир ующий механизм являе тся квантовым, незави симо от величины пров одимости. Кроме того, м ы показываем, что дета ли затухания во време ни тока в течение фазы остаточной проводим ости могут быть объяс нены только, учитывая процессы электрон-фо нонного взаимодей электрон-фононного в заимодействия имеет классический характ ер, тогда как в течение фазы остаточной пров одимости доминирующ ий механизм является квантовым, независим о от величины проводи мости. Кроме того, мы по казываем, что детали з атухания во времени т ока в течение фазы ост аточной проводимост и могут быть объяснен ы только, учитывая про цессы электрон-фонон ного взаимодействия, причем, поведение обр азца является омичес ким только при критич еском напряжении. классический характ ер, тогда как в течение фазы остаточной пров одимости доминирующ ий механизм является квантовым, независим о от величины проводи мости. Кроме того, мы по казываем, что детали з атухания во времени т ока в течение фазы ост аточной проводимост и могут быть объяснен ы только, учитывая про цессы электрон-фонон ного взаимодействия, причем, поведение обр азца является омичес ким только при критич еском напряжении. остаточной проводим ости доминирующий ме ханизм является кван товым, независимо от в еличины проводимост и. Кроме того, мы показы ваем, что детали затух ания во времени тока в течение фазы остаточ ной проводимости мог ут быть объяснены тол ько, учитывая процесс ы электрон-фононного взаимодействия, прич ем, поведение образца является омическим т олько при критическо м напряжении. является квантовым, н езависимо от величин ы проводимости. Кроме того, мы показываем, чт о детали затухания во времени тока в течени е фазы остаточной про водимости могут быть объяснены только, учи тывая процессы элект рон-фононного взаимо действия, причем, пове дение образца являет ся омическим только п ри критическом напря жении. проводимости. Кроме т ого, мы показываем, что детали затухания во в ремени тока в течение фазы остаточной пров одимости могут быть о бъяснены только, учит ывая процессы электр он-фононного взаимод ействия, причем, повед ение образца являетс я омическим только пр и критическом напряж ении. затухания во времени тока в течение фазы ос таточной проводимос ти могут быть объясне ны только, учитывая пр оцессы электрон-фоно нного взаимодействи я, причем, поведение об разца является омиче ским только при крити ческом напряжении. проводимости могут б ыть объяснены только, учитывая процессы эл ектрон-фононного вза имодействия, причем, п оведение образца явл яется омическим толь ко при критическом на пряжении. процессы электрон-фо нонного взаимодейст вия, причем, поведение образца является оми ческим только при кри тическом напряжении. поведение образца яв ляется омическим тол ько при критическом н апряжении. критическом напряже нии.