Оптические переходы с участием $D$-центров в аморфных полупроводниках

Л. А. Балагуров, Э. М. Омельяновский, А. Г. Петухов, М. Н. Стариков, М. Г. Фойгель


Аннотация: Рассчитаны спектры оптического поглощения с участием уровней оборванных связей ($D$-центров) и разрешенных зон в аморфных полупроводниках. Учтены локальные эффекты межэлектронной корреляции и электрон-фононного взаимодействия, а также случайный разброс «затравочных» одноэлектронных энергий. Измеряя «примесное» оптическое поглощение различным образом легированных аморфных материалов с эффективной двухэлектронной корреляционной энергией ${U_{\text{эфф}} > 0}$, можно однозначно определить положение уровней $D$-центров и их микроскопические параметры. Сопоставление с экспериментом показывает, что в $a$-Si : Н характерное размытие уровней оборванных связей не превышает 0.15 эВ. Кроме того, $D$-центры в этом материале характеризуются значением ${U_{\text{эфф}}=0.4\,\text{эВ}>0}$ и значительным поляронным сдвигом ${0.25 < W < 0.4}$ эВ. Последнее обстоятельство указывает на необходимость учета электрон-фононного уширения оптических спектров $a$-Si : Н при интерпретации экспериментальных данных.