Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 6, Numéro 3, septembre 1971
Page(s) 345 - 354
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0197100603034500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 6, 345-354 (1971)
DOI: 10.1051/rphysap:0197100603034500

Magnétorésistance anormale par effet de surface dans les semiconducteurs. Réponse en fréquence et durée de vie effective des porteurs

A. Chovet et G. Kamarinos

Laboratoire d'Electronique de l'Ecole Nationale Supérieure d'Electronique et de Radioélectricité de Grenoble, 23, rue des Martyrs, 38, Grenoble, France


Abstract
We specify the theory of the magnetoconcentration effect and we prove that a semiconductor slab under direct voltage excitation must show an abnormal magnetoresistance (positive or negative) due to surfaces. We experimentaly point out this property. Conduction perturbation may be so important that it causes some unusual phenomena (delays, reactive behaviours, etc.). Experimental investigation combined with theoretical analysis on relaxation effects enables us to detail, under harmonic excitation, the physical origin and the importance of reactive behaviours, either self-inductive or capacitive ; this analysis closely connected with the carriers effective lifetime, has led us to separate bulk and surface effects with regard to the whole recombination process. We indicate a method for the measurement of caracteristic parameters (τ, τv, s...).


Résumé
En développant la théorie du phénomène de magnétoconcentration nous prévoyons qu'un barreau semiconducteur en régime continu présente, par effet de surface, une magnétorésistance anormale aussi bien négative que positive. Nous mettons en évidence expérimentalement cette propriété. La perturbation de la conduction due à cet effet peut s'avérer tellement forte qu'elle provoque plusieurs phénomènes inhabituels (retards, comportements réactifs, etc.). L'analyse expérimentale et théorique en régime harmonique des effets de relaxation, nous a permis de détailler l'origine physique et la grandeur de comportements selfiques ou capacitifs, directement liés à la durée de vie effective des porteurs ; nous avons ainsi été amenés à dissocier les effets de surface et de volume dans le processus de recombinaison englobant l'ensemble des porteurs. Nous indiquons une méthode de mesure des paramètres caractéristiques (τ, τv, s...).

PACS
7210D - Carrier scattering by phonons, magnons, and other nonlocalized excitations.
7220M - Galvanomagnetic and other magnetotransport effects semiconductors/insulators.
7340 - Electrical and electronic properties of interfaces.

Key words
electrical conductivity of solids -- magnetoresistance -- surface electron states -- anomalous magnetoresistance -- surface effect -- semiconductors -- magnetoconcentration effect -- direct voltage excitation -- conduction perturbation -- delays -- reactive behaviours -- relaxation effects -- capacitive -- recombination process -- effective carrier lifetime -- harmonic excitation -- self inductive -- frequency response