2.4 Розрахунок ансамблю точкових дефектів у плівках

 

 

Розрахунок ансамблю ТД у монокристалах та плівках CdTe проводився з використанням квазіхімічного формалізму [26] у програмному середовищі Maple. Використана методика розрахунку заснована на аналізі термодинамічної рівноваги всіх дефектів, а також електронів і дірок в об’ємі кристала (повна рівновага ТД). Процедура розрахунку зводиться до розв’язання системи рівнянь, що описують впровадження нейтральних дефектів з газової фази у тверде тіло, а також їх іонізацію сумісно з повним рівнянням електронейтральності матеріалу та рівнянням, що описує його власну провідність. Тоді концентрація нейтральних дефектів може бути розрахована за допомогою квазіхімічних рівнянь, які наведені у [33-34]. Концентрація заряджених дефектів розраховувалася за допомогою статистики Фермі-Дірака та рівняння електронейтральності [35-36].

Необхідно відмітити, що дослідження властивостей напівпровідників найчастіше проводять при температурах близьких до кімнатної. В такому випадку спектр ТД у матеріалі може бути описаний моделлю часткової рівноваги, або загартовування [26]. При достатньо швидкому охолодженні зразків тоді відбувається заморожування ТД, що виникли у напівпровіднику при високій температурі. Однак охолодження не впливає на рівноважний баланс електронів і дірок. В результаті, при достатньо низькій температурі всі електрони і дірки рекомбінують, а надлишок вільних носіїв захоплюється власними дефектами, які переходять у нейтральний стан. Відповідні процеси можна врахувати записавши співвідношення, що характеризують сталість загальної концентрації заряджених і нейтральних ТД у матеріалі при закалюванні [26].