Фотопроводимость при наличии

 запирающего барьера

Авторы [4] наблюдали, что при освещении проводимость пленок CdS_1-xSe_x сначала незначительно увеличивается, а потом резко уменьшается относительно темнового тока. С ростом интенсивности света зависимость имеет характер насыщения. При оптимальных условиях кратность фотоответа составляла α = I_T/I_F ≥ 10³ (I_Т — значение темнового, а I_F — светового тока). Причём проявляется лишь в некоторых интерва­лах значений интенсивности падающего на об­разец светового потока, приложенного напряжения и температуры.

На рис. 1.2 приведены вольт-амперные харак­теристики (ВАХ) пленок CdS_0,6Se_0,4, не подверг­нутых термической обработке. Кривая 2 (см. рис. 1.2) иллюстрирует зависи­мость темнового тока от приложенного напря­жения. При малых напряжениях (0—6 В) на ВАХ наблюдается линейный участок. С увеличением напряжения от 6 до 20 В линейный участок ВАХ переходит в суперлинейный участок, а при более высоких напряжениях зависимость имеет вид I ~ U^β, где β > 2.

При уменьшении приложен­ного напряжения на ВАХ наблюдается гистере­зис. С увеличением интенсивности падающего света образцы показывают остаточную проводимость (см.рис.1.2, кривая 3), и при более высоких значениях интенсивности света характеристика почти спрямляется в широкой области напряженности электрического поля (рис.1.2, кривая1) (0,5-130 В/см)

Вид этой ветви ВАХ авторы [4] определяли в основном явлением инжекции носителей при наличии захвата их на ловушках. Эксперимен­тальная величина тока в образцах существенно была меньше теоретического значения, полученного для идеального полупроводника. При малых значениях электрического поля инжектирован­ные электроны локализуются на ловушках, и это приводит к уменьшению тока. Резкое возраста­ние тока при больших значениях электрического поля связано с освобождением мелких ловушек полем или ударной ионизацией быстродвижущихся электронов. Захват инжектированных носителей заряда на ловушках приводит к мед­ленному падению тока через образец при фик­сированном напряжении и к появлению гистере­зиса на ВАХ при вводе - выводе электрического тока.

При освещении происходит заполнение ло­вушек фотоэлектронами или переход электронов непосредственно из валентной зоны на уровни дефектов, связанных адсорбированными атомами кислорода. При срав­нении кривых темнового и светового тока вид­но, что существует область напряжений, где фототок имеет меньшую величину, чем темно­вой, при тех же значениях приложенного на­пряжения.

Известно, что подобное явление наблюдается в полупро­водниках с долговременными релаксациями проводимости. Авторы считают, что это в большинстве случаев связано с наличием в объектах исследований макроскопических потенциальных барьеров. В общем случае эти барьеры связываются с неоднородностями различного происхождения, к списку которых можно отнести монокристалли­ческие границы, дислокации, кластеры и др. Наличие таких неоднородностей приводит к перестройке всей физической картины фото­электрических явлений.

По мнению авторов [4], в этом случае процессы связаны с наличием двух барьеров. Туннельный пере­ход электронов с барьера между кристаллами в барьер, связанный с адсорбированным кислородом приводит к уменьшению кратности фотоответа. По­следующий переход электронов с потенциаль­ного барьера в зону проводимости приво­дит к увеличению фотопроводимости.