Базова кінетична модель рентгенопровідності широкозонних напівпровідників

Abstract

При реєстрацiї рентгенiвського кванта напiвпровiдниковим детектором вiдбувається генерацiя вiльних носiїв заряду в невеликому об’ємi (дiаметр < 0,5 мкм). Якщо до електродiв напiвпровiдника прикласти рiзницю потенцiалiв, то вiдбувається направлений рух згенерованих вiльних носiїв та вiдповiдний iмпульс струму в зовнiшньому колi. Запропоновано логiчну схему побудови базової кiнетичної моделi рентгенопровiдностi напiвпровiдникiв, яка застосовує послiдовний у часi розрахунок просторових розподiлiв вiльних носiїв заряду та використовує дифузiйно-дрейфову модель руху вiльних носiїв у твердому тiлi. Отримано базову форму iмпульсу струму у зовнiшньому колi в аналiтичному виглядi для випадку iдеального напiвпровiдника, тобто такого, що не мiстить глибоких пасток i центрiв рекомбiнацiї. Одержано основнi залежностi форми iмпульсу струму вiд мiсця поглинання рентгенiвського кванта та величини прикладеного електричного поля.

При регистрации рентгеновского кванта полупроводниковым детектором происходит генерация свободных носителей заряда в небольшом объеме (диаметр < 0,5 мкм). Если к электродам полупроводника приложить разницу потенциалов, то происходит направленное движение сгенерированных свободных носителей и появляется соответствующий импульс тока во внешней цепи. Предложена логическая схема построения базовой кинетической теории рентгенопроводимости полупроводников, которая применяет последовательный во времени расчет пространственных распределений свободных носителей заряда и использует диффузионно-дрейфовую модель движения свободных носителей в твердом теле. Получена базовая форма импульса тока во внешней электрической цепи в аналитическом виде для случая идеального полупроводника, т.е. такого, который не содержит глубокие ловушки и центры рекомбинации.

A logical scheme for the development of a basic kinetic theory of Xray conductivity in semiconductors has been proposed. It includes the calculation of spatial distributions of free charge carriers at successive time moments and uses the model of diffusion-driven drift motion of free charge carriers in a solid. An analytic expression for the basic shape of a current pulse in the external circuit has been obtained in the case of ideal semiconductor, i.e., when it does not contain deep traps and recombination centers. Basic dependences of the current pulse shape on the coordinate of an X-ray quantum absorption event and the strength of an applied electric field have been obtained.