Диссертация (1097819), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Там же для сравне-ния изображены необработанные оже — линии. Обработка экспериментальныхлиний приводит к сужению пиков и выявлению особенностей, которые в измеренных кривых проявлялись очень слабо из — за аппаратного уширения.Поскольку, как отмечалось выше, оже — линии являются зоноподобными, ихконтур определяется энергетической структурной валентной зоны. Если вероятность оже — перехода не зависит от конечного состояния с двумя дырками,эмитированным электроном в валентной зоне и от плотности конечных состояний на том основании, что энергия оже — электрона достаточно велика, и если предположить, что матричный элемент перехода постоянен по всей зоне, токонтур оже — линии представляет собой самосвертку плотности занятых состояний. Контур оже — линии в этом случае имеет удвоенную ширину валентнойзоны.

Обработанные оже — спектры сравнивались с рентгеновскими эмиссионными спектрами этих материалов. Рентгеновские эмиссионные спектры отражают зонную структуру материалов и по ним выделяется вклад определенныхэлектронных состояний в формировании валентной зоны.В элементарной ячейке 2 (48 ) содержится 24 атома, валентная полоса,состоящая из 48 энергетических зон, имеет сложное строение [3,4,110,145]. Этоприводит к сложной структуре рентгеновских и оже — спектров.

На рис. 2.58(А) представлены результаты расчета зон 2 (48 ) методом псевдопотенциа-1502 (48 ) (А) и 2 (Б), рассчитанные методом[109, 110], рентгеновские — и 2,3 — линии фосфора (б) [145] и восстановленная2,3 оже — линия фосфора в 2 (48 ) и 2 (в).Рисунок 2.58: Структура энергетических зонпсевдопотенциалала и рентгеновские спектры, полученные в работе [146]. Было установлено, чтоосновное влияние на зонный спектр оказывает псевдопотенциал фосфора. Вычисление энергетических зон проведено в высокосимметричных точках зоныБриллюэна Γ(000), (00/), (/ / /) и др. Полная ширина валентной полосы их рентгеновских спектров равна 15.6 ± 0.4 эВ. Расчеты зоннойструктуры, рентгеновские спектры и оже — спектры (рис.

2.58) хорошо согласуются. Характерной особенностью полученных результатов является то, чтозонный спектр содержит весьма близко расположенные энергетические уровнив актуальных точках зоны Бриллюэна. Такое «сгущение» энергетических зонприводит к появлению особенностей в плотности состояний, которые обнаруживаются в экспериментальных оже — и рентгеновских спектрах.151Сопоставление оже — спектров с рентгеновскими подтверждает, что валентная полоса имеет особенности плотности состояний, проявляющиеся в виде двухгрупп оже — пиков: 966 (967.5) и 983.2 (985.1) эВ атомов цинка и 116.7 (117.9) эВатомов фосфора (рис.2.54 и 2.58).

Низкоэнергетические особенности обусловлены — состояниями фосфора и — состояниями цинка. Верхняя часть валентной полосы образована — и — состояниями фосфора и значительной долей — состояний цинка. Следовательно, верхние группы валентных зон − расщеплены на 1.2 ÷ 1.9 эВ, т.е. на среднюю величину — , — состоянийфосфора и — состояний цинка. В более широком энергетическом интервалерасположена группа зон и , энергетические интервалы − и − равны 8.6 эВ.Результаты расчетов энергетической зонной структуры тетрагонального 2 представлены в работе [110].

Кристаллический псевдопотенциал конструирован как сумма по решетке атомных псевдопотенциалов, при этом псевдопотенциал задавался таким же, какв . Псевдопотенциал фосфора определялся так же, как вРисунок 2.57: Исходные и восстановленные оже — линииэлементов в соединениях2 .2 (48 ) [145].Вычислениеэнергетическихуровней проводилось в тех же точках зоны Бриллюэна, что и для 2 (48 ).Зонная структура приведена на рис.

2.58 (Б). Валентная полоса состоит из 4разрешенных групп полос, сгруппированных 484 подзонами, особенно наглядноэто видно в точке зоны Бриллюэна. Полная ширина рассчитанной валентнойзоны составляет 19.72 эВ. Величины разрешенных подзон: = 3.07, 2 = 3.55,3 = 3.88, = 2.48 эВ; запрещенных зон внутри валентной зоны: 13 = 1.25,23 = 2.48, 33 = 2.75 эВ.

Сложный характер валентной полосы 2 также152приводит к сложному распределению плотности состояний в валентной полосеи появлению структуры в рентгеновских и оже — спектрах.На рис. 2.58 (Б) показаны совмещенные рентгеновские и оже — спектры фосфора в 2 (использовать для этих целей линии кадмия сложно, так кактрудно разделить наложенные друг на друга линии 4 и 5 ). В оже— линиях фосфора они проявляются в виде пиков, сформированных с участием валентных электронов при 105.3, 114.9, 116.5 эВ.Ширина основного оже — пика фосфора по основанию равна — 12 эВ. Полную ширинуоже — линии трудно оценить сприемлемой точностью из — зауширения низковольтного, слабого по интенсивности, оже —пика.

Максимумы основных оже— пиков фосфора отстоят другот друга на - 11.6 эВ, что хорошо согласуется с рентгеновскими эмиссионными линиямиРисунок 2.59: А — рентгеновскиефосфора в4— и2,3 — полосы2,3 оже —(а) [146], восстановленная4 (б); Б — схема оже — процесса при2,3 — линии фосфора в соединениях2 (48 ), 2 или 4 .линия фосфора вформированиии с рассчитанными энергетическими зазорами между зонами , 2 , 3 .Величина расщепления группы зон (1 − 2 )(13 − 23 ) равна 1.23 [110], апо данным оже — линий — 1.6 эВ (рис. 2.58). Энергетическое расстояние зон(2 −3 )(23 −33 ) по данным [110] равно 12.3, а по нашим результатам — 11.6 эВ.Расчеты зонной структуры для 4 , аналогичные тем, что сделаны для2 , 2 (48 ) или 3 2 , до сих пор не выполнены. Рентгеновские эмиссионные линии для 4 приведены в работе [146] и представлены графическина рис.

2.56 и 2.59 вместе с оже — линиями фосфора 2,3 .Характер рентгеновских эмиссионных линий и 2,3 у 4 весьма близок к соответствующим линиям 2 , хотя и имеются небольшие отличия в интенсивностях отдельных особенностей. Оже — линия фосфора 2,3 в 4153также мало отличается от соответствующей линии в 2 . Это указывает нато, что структура валентной зоны 4 близка к структуре валентной зоны2 .Верхняя валентная полоса 4 расщеплена на 22.3 (1 − 2 ), а группы зон2 − 3 расщеплены на 6.7 − 8.8 эВ (рис. 2.58).5Верхняя валентная полоса 2 (2ℎ) расщеплена на две группы зон 1 − 2с энергетическим расстоянием 1.6 эВ.

Кроме того, могут быть энергетическиегруппы зон 3 , 4 с расстояниями 5.6 (2 − 3 ) и 12.0 эВ (1 − 3 ).5Количественные расчеты энергетических зон для моноклинных 2 (2ℎ)и 2 не выполнены, рентгеновские эмиссионные спектры также не известны. Сравнение оже — линий фосфора 2,3 и оже — линии цинка 2,3 в52 (2ℎ) (рис. 2.55) с соответствующими линиями в 2 (48 ) обнаруживаетих меньшую энергетическую ширину.

Ширина основных пиков цинка и фос5) по основанию составляет — 10 эВ. Так как формированиефора в 2 (2ℎэтих линий происходит с участием электронов верхней подзоны валентной зоны, можно ожидать, что энергетическая ширина этой подзоны не более 10 эВ.В формировании слабых по интенсивности и широких по энергетическому интервалу оже — пиков и при более низких энергиях участвуют электроныболее глубоких подзон валентной зоны. Энергетические положения максимумовоже — линий показаны на рис.

2.55. Они определяют относительное расположение максимумов плотностей состояний в валентной зоне.Оже — линии и для 2 приведены на рис. 2.57. В формированииэтих линий участвуют электроны уровня 3 и и электроны валентной зоны (переход 2,3 ). По форме, энергетическому расстоянию между особенностями оже — линии цинка и мышьяка весьма близки. Валентная полоса 2 ,по — видимому, состоит не менее чем из двух подзон, максимумы плотностейзанятых состояний которых разделены энергетическим промежутком — 17 эВ.Верхняя часть валентной полосы имеет два максимума 1 − 2 , различающихсяпо энергетическому положению на 3 эВ.

Они, возможно, обусловлены отличием в положениях максимумов плотности занятых состояний сформированногоуровня цинка и занятых состояний формируемого уровня мышьяка.1545Как отмечалось выше, в оже — спектрах фосфора 2,3 в 2 (2ℎ), 2и 4 проявляются два пика с различными амплитудами. Низковольтный пикоже — линии фосфора имеет небольшую по сравнению с основным пиком амплитуду и более размыт, чем соответствующий пик в рентгеновском спектре.Близость значений ширины более интенсивного оже — пика фосфора с эмиссионными рентгеновскими спектрами не объясняется в рамках простой модели — переходов, когда оже — линия является самосверткой плотности состояний в валентной зоне, не имеющей подзон, и имеет ширину, дважды превышающую ширину валентной зоны.Для объяснения особенностей оже — линии фосфора предположено следующее:1.

Валентная зона исследуемых кристаллов состоит из двух основных подзон:«верхней» 1 и «нижней» 2 .2. Вероятность переходов на внутренние уровни 2,3 фосфора больше дляэлектронов, находящихся в нижней подзоне 2 , сформированной главнымобразом 3 — состояниями фосфора. Существование подзон в валентнойзоне 2 , 2 , 3 2 предсказывается расчетами зонной структуры[109, 110, 144].При этих предположениях контур оже — линии может быть представлен в следующем виде: () =⎧⎪⎨1 (),3 ≤ ≤ 2(2.28)⎪⎩2 () + 3 (), 0 ≤ ≤ 1 ,где 1 () сформирован участием в оже — процессе лишь электронов подзоны1 , 3 () — 2 , а 2 () — переходами 2,3 .На рис. 2.59 представлены оже — процессы при формировании указанныхлиний.Если предположить, что в пределах каждой подзоны выполняются условияпростой модели — переходов, то 1 () представляет собой самосвертку распределения плотности состояний в нижней подзоне 2 и имеет ширину,дважды превышающую ширину подзоны.

Характеристики

Список файлов диссертации