Многофононная релаксация состояний двойных доноров серы и селена в кремнии / Бекин Н.А.

Работа посвящена теоретическим оценкам вероятности многофононной релаксации в двойныхдонорах серы, S, и селена, Se. Рассматривается случай как нейтральных, так и однократноионизованных доноров. Для расчетов используются простые модельные представления,игнорирующие многодолинный характер волновых функций. Таким образом, речь идет о получениигрубых качественных оценок, исходя, главным образом, из энергетического зазора междувовлеченными в переход состояниями и локализации их волновых функций. Кроме того, длянейтральных доноров S0 и Se0 используется одноэлектронное приближение. А именно, используетсямодельное представление, что один из двух локализованных на доноре электронов находится наглубокой орбите, частично экранируя заряд иона. Таким образом, движение второго электрона,совершающего безызлучательные переходы, рассматривается в поле однократно заряженного остова.Для основного состояния нейтрального донора также использовалась одноэлектронная волноваяфункция, хотя это грубое приближение.Рассматривается переход между триплетным уровнем 1s(T2) и основным состоянием 1s(A1).Для расчетов волновых функций обоих уровней использовался метод квантового дефекта, а видволновой функции соответствовал симметрии 1s водородоподобного центра с изотропнойэффективной массой. Вероятности переходов рассчитывались в адиабатическом приближении.Использовался приближенный метод суммирования вкладов в вероятность перехода с учетомдисперсии фононов [1]. Предполагалось, что релаксация происходит при испускании оптическихфононов одного типа – LO или TO. Закон дисперсии фононов считался изотропным параболическим, 202q max 1)( qq , где 64 max мэВ, величина q0 выбиралась из условия, что минимальнаячастота, достигаемая на границе зоны Бриллюэна, соответствует частоте LO- или TO-фононов вточке X зоны Бриллюэна [2]. Зона Бриллюэна предполагалась сферически симметричной. Значениедеформационного потенциала, 8 D 106.2 эВ/см, выбрано для всех доноров путем подгонки кэкспериментальным данным по времени жизни уровня 1s(T2) в Se+: 5.5 нс [3]. Такая процедураподгонки эквивалентна введению усредненной по зоне Бриллюэна константы электрон-фононнойсвязи, приближенно учитывая сильную локализацию вовлеченных в переход состояний.