원적외선 광조사에 의한 도핑되지 않은 반절연성 GaAs의 광전류 전이와 열자극 전류 = Photocurrent Transition and Thermally Stimulated Current by Illuminating Infrared Light in Undoped Semi-Insulating GaAs
도핑되지 않은 반절연성 GaAs의 광전류 급냉과 열적 회복효과를 조사하기 위하여, 성장 방법이 다른 두개의 반절연성 GaAs시료에 대해 원적외선 영역(hv≤1.12eV)의 광조사에 의한 열자극 전류(TSC)스펙트럼들이 측정되었다. LEC방법에 의하여 성장된 As가 풍부한 반절연성 GaAs시료에 대한 50K에서의 광전류의 급냉 과정은 두 단계로 대별된다. 광전류 값이 최소가 되는 시간으로 전이시간 t_T를 정의할 때, (1) IR 광조사 시간 t<t_T이면, EL2(기저상태)→EL2^*(준안정상태) 전이에 의하여 광전류가 감소하고, (2)t>t_T이면, persistent photocurrent (PPC)효과에 의하여 광전류는 다시 증가하였다. 이러한 차이는 성장 방법과 조성비에 따른 잔류불순물의 농도가 광전류 변화에 영향을 준 때문으로 판단된다. 한편, 광조사 시간에 따른 TSC 피크들의 급냉과 급냉된 피크들의 열적 회복에 대한 온도 의존성은 EL2의 기저상태와 준안정 상태 간의 전이 또는 열적 회복과정과 거의 일치하였다. 따라서, 광전류의 급냉 전과 후에 각각 다른 형태로 관측되는 TSC스펙트럼 구조는 EL2 또는 EL2^*와 직접적인 관련을 갖는 트랩들의 분포에 의해 결정되고, 이 트랩들은 EL2-점결함 또는 EL2-잔류불순물로 형성된 complex에 의한 것으로 추론되었다.
더보기To study the photoquenching and thermal recovery effects in undoped semi- insulating (Sl) GaAs,the thermally stimulated current (TSCI) spectra, by illuminating infrared light (hv≤ 1.12 eV), are measured with two different Sl-GaAs samples, grown by the liquid-encapsulated Czochraski (LEC) and the horizontal bridgeman (HB) methods. In the As-riched Sl-GaAs sample by LEC method, the photo-current (I_ph) quenching process at 50 K consists of the following two stages: (1) quenching of I_ph due to the transition EL2→EL2^* before a transition time t_T and (2) enhancement of I_ph due to persistent photocurrent (PPC) after t_T, where t_T is defined as the time in which I_ph becomes minimum. However, neither re-enhancement of I_ph nor PPC are observed in the Sl-GaAs sample by HB method. This distinction results from the difference on the concentration of residual impurities, dependent on the growing method and composition rate, in the above two samples. The illumination time dependence of the quenching of TSC peaks and the temperature dependence of their thermal recovery are nearly fitted into those of the ground-to-metastable-state transition or thermal recovery process of EL2. Asa result, it is inferred that the TSC spectral structure, showing different feature before and after IR-quenching, is determined by the distribution of traps associated directly with EL2 or EL2^* and the traps are originated from a complex of EL2-point defect or EL2-residual impurities.
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