https://doi.org/10.15407/jopt.2017.52.128

Optoelectron. Semicond. Tech. 52, 128-134 (2017)

G.P. Gaidar, P.I. Baranskii1

EXPERIMENTAL EVIDENCE OF INVARIABILITY IN THE SHAPE OF n-Ge ISOENERGETIC ELLIPSOIDS INFLUENCED BY STRONG UNIAXIAL ELASTIC STRAINS

Tensoresistance changes in the n-Ge and n-Si crystals of different crystallographic orientations have been investigated in a wide range of the mechanical compressive stresses at 77 K. It has been ascertained that under the influence of strong uniaxial strains the n-Ge isoenergetic ellipsoids shift only relatively to each other in the energy scale, keeping their shape unchanged. It has been found that, under conditions when shear strains are possible, the n-Si isoenergetic ellipsoids change their shape due to the growth of the transverse effective mass of charge carriers with an increase in the mechanical load X. The extrapolation method has been proposed to determine the anisotropy parameter of mobility for n-Si crystals under conditions of shear strains manifestation. This method is very important for practice.

Keywords: germanium, silicon, uniaxial elastic strain, tensoresistance, isoenergetic ellipsoid, anisotropy parameter of mobility.

References

1. Budzulyak S.I. Tenzorezistivni efekti v silno deformovanih kristalah n-Si ta n-Ge. Fizika i himiya tverdogo tila. 2012. 13, № 1. S. 34-39. (in Ukrainian)

2. Gajdar G.P. Tenzosoprotivlenie kristallov n-Ge i n-Si pri nalichii radiacionnyh defektov. Fizika i tehnika poluprovodnikov. 2015. 49, № 9. S. 1164-1168. (in Russian)

3. Baranskij P.I., Fedosov A.V., Gajdar G.P. Fizichni vlastivosti kristaliv kremniyu ta germaniyu v polyah efektivnogo zovnishnogo vplivu. Luck: Nadstir'ya, 2000. (in Ukrainian)

4. Gajdar G.P. Kinetika elektronnyh processov v Si i Ge v polyah vneshnih vozdejstvij. Monografiya. Saarbrucken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. 268 c. (in Russian)

5. Baranskij P.I., Kolomoec V.V., Fedosov A.V. Pezosoprotivlenie, voznikayushee v usloviyah simmetrichnogo raspolozheniya osi deformacii otnositelno vseh izoenergeticheskih ellipsoidov v n-Ge. Fizika i tehnika poluprovodnikov. 1976. 10, № 11. S. 2179-2181. (in Russian)

6. Baranskij P.I., Kolomoec V.V., Fedosov A.V. Pezosoprotivlenie, voznikayushee v usloviyah simmetrichnogo raspolozheniya osi deformacii otnositelno vseh izoenergeticheskih ellipsoidov v n-Si. Fizika i tehnika poluprovodnikov. 1979. 13, № 4. S. 815-819. (in Russian)

7. Bir G.L., Pikus G.E. Simmetriya i deformacionnye effekty v poluprovodnikah. Moskva: Nauka, 1972. (in Russian)

8. Hensel J.C., Hasegawa H., Nakayama M. Cyclotron resonance in uniaxially stressed silicon. II. Nature of the covalent bond. Phys. Rev. 1965. 138, No. 1A. Р. A225-A238.

https://doi.org/10.1103/PhysRev.138.A225

9. Fedosov A.V., Lunyov S.V., Fedosov S.A. Osobennosti mezhdolinnogo rasseyaniya nositelej toka v n-Si pri vysokih temperaturah. Fizika i tehnika poluprovodnikov. 2010. 44, № 10. S. 1307-1309. (in Russian)

https://doi.org/10.1134/S1063782610100039

10. Panasyuk L.I., Kolomoyec V.V., Bozhko V.V. Pro dominuyuchu rol f-perehodiv u mizhdolinnomu rozsiyuvanni v n-Si pri temperaturi T = 300-450 K. Nauk. visn. Volin. nac. un-tu im. Lesi Ukrayinki. Fiz. nauki. 2012. № 3. S. 3-8. (in Ukrainian)


Г.П. Гайдар, П.І. Баранський1

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ДОКАЗ НЕЗМІННОСТІ ФОРМИ ІЗОЕНЕРГЕТИЧНИХ ЕЛІПСОЇДІВ n-Ge В УМОВАХ СИЛЬНОЇ ОДНОВІСНОЇ ПРУЖНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ

Досліджено зміни тензоопору в кристалах n-Ge та n-Si різних кристалографічних орієнтацій у широкому інтервалі механічних напружень стиску при 77 K. Встановлено, що під впливом сильної одновісної деформації ізоенергетичні еліпсоїди n-Ge, зберігаючи свою форму незмінною, зазнають лише відносних зміщень по шкалі енергії. Виявлено, що ізоенергетичні еліпсоїди n-Si за умов, при яких можливий прояв деформації зсуву, змінюють свою форму внаслідок зростання поперечної ефективної маси носіїв заряду з ростом механічного навантаження Х. Запропоновано важливий для практики метод деформаційно-зумовленої екстраполяції для визначення параметра анізотропії рухливості кристалів n-Si в умовах прояву деформації зсуву.

Ключові слова: германій, кремній, одновісна пружна деформація, тензоопір, ізоенергетичний еліпсоїд, параметр анізотропії рухливості.