Полупроводники

Диэлектрическая спектроскопия кристаллов легированных силленитов

А. В. Ильинский^a, Р. Кастро^b, Л. А. Набиуллина^c, Е. Б. Шадрин<sup>a

a</sup> Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт Петербург, Россия
^b Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, Санкт Петербург, Россия
^c Пожарно-спасательный колледж и Центр подготовки спасателей, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: В частотном диапазоне 10$^{-2}$–10$^8$ Hz при температуре 300 K исследованы диэлектрические спектры нелегированных и легированных Ni, Mn, Co, Cu, Fe, Mo высокоомных ($\rho>$ 10$^{10}$ Ohm $\cdot$ m) кристаллов силленитов (Bi$_{12}$SiO$_{20}$). Показано, что обнаруженные особенности спектров обусловлены откликом массива свободных электронов, темновая концентрация которых определяется наличием примесей донорного или акцепторного типа. Приведены результаты расчета диэлектрических спектров в рамках теории Дебая, а также в рамках усложненной теории с применением функции $G(\tau)$ распределения чисел релаксаторов по временам их релаксации. Оценены времена релаксации отклика на воздействие зондирующего электрического поля и показано, что они определяются временами максвелловской релаксации для электронов. Определены параметры функции $G(\tau)$. Показано, что существенная вариация времен релаксации для различных примесей обусловлена, помимо различия концентраций электронов, зависимостью дрейфовой подвижности электронов от параметров ловушек, в присутствии которых происходит перенос заряда.

Ключевые слова: диэлектрические спектры, тангенс угла диэлектрических потерь, распределение Дебая, перенос заряда, кристаллы силленитов, максвелловское время релаксации.

Поступила в редакцию: 29.05.2024
Исправленный вариант: 29.05.2024
Принята в печать: 18.06.2024

DOI: 10.61011/PSS.2024.08.59049.141