Вышедшие номера
Конкуренция между изотропным и сильно анизотропным вкладами в темп ударной ионизации в прямозонных полупроводниках
Афанасьев А.Н. 1, Грешнов А.А. 1, Зегря Г.Г. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: afanasiev.an@mail.ru
Поступила в редакцию: 27 августа 2024 г.
В окончательной редакции: 7 сентября 2024 г.
Принята к печати: 26 ноября 2024 г.
Выставление онлайн: 7 января 2025 г.

Показано, что темп процесса межзонной ударной ионизации в прямозонных кубических полупроводниках со слабым и сильным спин-орбитальным расщеплением валентной зоны является сильно анизотропным при низких эффективных температурах распределения электронов T и становится изотропным при увеличении T. Такое поведение связано с механизмом ударной ионизации, обеспеченным взаимодействием состояний электронов и тяжелых дырок через далекие зоны, которое исчезает в некоторых высокосимметричных направлениях распространения начального электрона, таких как [100] и [111]. При T=300 K темп ударной ионизации в узкозонных полупроводниках InSb, InAs, GaSb и In0.53Ga0.47As изотропен, а для материалов со средней шириной запрещенной зоны типа InP, GaAs и CdTe изотропный и анизотропный вклады сравнимы. Предложено простое и обоснованное аналитическое обобщение формулы Келдыша, которое может быть использовано при моделировании работы устройств, использующих ударную ионизацию. Ключевые слова: ударная ионизация, прямозонный полупроводник, kp-модель, горячие носители, численное моделирование.