Boiko V.A., Shepelskii G.A., Stariy S.V. and Strikha M.V.

Deep levels of structural defects in InSb, which are the main centres of recombination in this material, have been studied experimentally for a long time. However, neither clear understanding of the nature of these levels nor relevant information about their binding energy has been achieved until now, while the experimental data of different works are contradictory. In this paper a theoretical model of recombination processes in InSb is built that takes into account the Auger recombination, band-to-band radiative recombination, and the recombination via deep defect levels, the intensities of which depend in different ways on the uniaxial stresses applied. A comparison of experimental stress dependences of the photoconductivity in both n- InSb and p-InSb with the predictions of our theory allows identifying the deep recombination level with an h-centre of acceptor type, with the symmetry Г8 of the v-band top, which shifts together with the v-band edge under the uniaxial compression.

Keywords: recombination processes, photoconductivity, uniaxial stress, deep centres, lifetime

UDC: 537.312.5
Ukr. J. Phys. Opt. 11, Suppl.1, S26-S34   doi: 10.3116/16091833/11/2/S26/2010
Received: 16.04.2010

Анотація. Глибокі рівні структурних дефектів в InSb, які є основними рекомбінаційними центрами в цьому матеріалі, експериментально вивчають упродовж тривалого часу. Однак досі немає чіткого розуміння природи й типу цих рівнів, відсутня надійна інформація щодо їхньої енергії зв’язку, а експериментальні дані різних робіт суперечливі. У цій роботі побудовано теоретичну модель рекомбінаційних процесів в InSb з урахуванням конкурентних механізмів оже-рекомбінації, випромінювальної зона-зонної рекомбінації та рекомбінації через глибокий домішковий рівень, інтенсивності яких по різному залежать від прикладеного одновісного тиску. Зіставлення одержаних експериментальних залежностей фотопровідності в електронному та дірковому InSb від величини одновісного стиску з прогнозами теорії дає змогу зробити висновок про те, що глибокий рекомбінаційний центр є h-центром акцепторного типу з симетрією вершини валентної зони Г8, який зміщується разом з вершиною валентної зони за умови прикладення одновісного стиску.

REFERENCES
 

1. Vikulin I M, Kurmashev Sh D and Stafeev V I, 2008. Injection-based photodetectors. Semicond. 42: 112–127. doi:0.1007/s11453-008-1016-y
2. Shemelina O S and Novototskii-Vlasov Yu F, 1992. Equilibrium parameters of deep levels in bulk InSb. Fiz. Techn. Poluprov. 26: 1015–1020. 
3. Aladashvili D I, Konczewicz L and Porowski S, 1984. Studies of the deep levels in p-type InSb under pressure. Phys. Stat. Sol. (a). 86: 301–308. doi:10.1002/pssa.2210860133
4. Daunov M I, Kamilov I K and Gabibov S F, 2004. Experimental determination of the constants of absolute volume deformation potentials at band edges in semiconductors. Phys. Sol. State. 46: 1825-1829. doi:10.1134/1.1809413
5. Strikha M.V. and Vasko F.T., 1994. Hydrostatic pressure effect on point defect elec-tronic states in narrow-gap and gapless semiconductors. Phys. Stat. Sol. (b). 181: 181–188. doi:10.1002/pssb.2221810118
6. Strikha M V and Vasko F T, 1994. Impurity states and optical transitions in uniaxi-ally deformed narrow-gap semiconductors. Phys. Stat. Sol. (b). 181: 447–455. doi:10.1002/pssb.2221810220
7. Kolchanova N M, Sipovskaya M A and Smetannikova Yu S, 1982. Experimental de-termination of the characteristics of deep centers in AIIIBV crystals on the base of two-band model. Fiz. Techn. Poluprov. 16: 2194–2196. 
8. Vasko F T, Gasan-zade S G, Strikha M V and Shepelskii G A., 1989. Change in re-combination mechanism in narrow-gap semiconductors during uniaxial compression. JETP Lett. 50: 318–322.
9. Gasan-zade S G, Strikha M V and Shepelskii G A, 2009. Controlled transformation of physical characteristics of traditional bulk semiconductors caused by lowering of symmetry. Ukr. J. Phys. Reviews 5: 3–33. 
10. Abacumov V N, Perel V I and Yassievich I N, Radiationless recombination in semiconductors. St.-Petersburg, FTI (1997).