Неуниверсальность частотной зависимости проводимости неупорядоченных гранулированных систем / Ормонт М.А., Звягин И.П.

Для многих неупорядоченных материалов (аморфные и легированные полупроводники,полупроводниковые стекла, проводящие полимеры, гранулированные материалы и т.п.) частотнаязависимость проводимости в широком интервале частот может быть описана степеннойзависимостью s ~)( , где s – постоянная ( s 17.0 ) [1]. Универсальность степеннойзависимости проводимости затрудняет получение информации о конкретных особенностяхмеханизма переноса. По этой причине исследования отклонений от универсальности и нахождениеих связи со структурными особенностями материала и с особенностями переноса играют важнуюроль. Степенную частотную зависимость вещественной части проводимости )( 1 с показателемстепени s 1 обычно принято связывать с прыжковой проводимостью с переменной длиной прыжкапо локализованным состояниям с участием фононов (релаксационная проводимость) [1]. Частотнаязависимость )( 1 , близкая к линейной, получается при не слишком высоких частотах и в теориинизкотемпературной бесфононной (резонансной) прыжковой проводимости при учете кулоновскихкорреляций [2]. Имеющаяся теория бесфононной проводимости неупорядоченных полупроводниковс мелкими примесными уровнями не учитывает неточечности центров локализации носителей заряда;в тоже время на практике часто приходится иметь дело с неупорядоченными системами,включающими в себя центры локализации конечных размеров (наногранулы, квантовые точки,проводящие области в легированных компенсированных полупроводниках). В [3] было показано, чтоучет размеров гранул существенно влияет на результат при вычислении высокочастотнойрелаксационной прыжковой проводимости массива плотно упакованных гранул в режимепостоянной не зависящей от частоты длины прыжка (переходы между ближайшими соседями). Вобласти высоких частот бесфононная составляющая проводимости res 1 преобладает надрелаксационной rel 1 ; при этом )()(1 1 res . Для неупорядоченного массива плотно упакованныхсферических наногранул проведен расчет вещественной части высокочастотной бесфононнойпроводимости в парном приближении. Обобщение теории бесфононной проводимости систем сточечными примесными центрами на системы с областями локализации конечных размеров (массивынаногранул или квантовых точек) показало, что на высокочастотную проводимость )( влияетфункция распределения расстояний между поверхностями гранул wP )( ; это может приводить котклонениям от линейной частотной зависимости вещественной части проводимости )( 1 [4]. Вокрестности частоты /2~ 0 I c ( 0 I – предэкспоненциальный множитель резонансногоинтеграла) для неупорядоченных гранулированных систем следует ожидать отклонений отуниверсальности s1 ~)( (s 1), связанных с ослаблением частотной зависимости проводимости)( 1 , и ее немонотонности. С увеличением размера гранул немонотонность )( 1 должнапроявляться при меньших частотах; это связано с уменьшением 0 I с увеличением размера гранул.