Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 13, Numéro 5, mai 1978
Page(s) 246 - 251
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01978001305024600
Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 246-251 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001305024600

Nouveaux développements dans l'étude de phénomènes de transport en présence d'un désordre à moyenne distance. Application aux semiconducteurs

J.L. Robert, B. Pistoulet, A. Raymond, R.L. Aulombard, C. Bernard et C. Bousquet

Centre d'Etudes d'Electronique des Solides, Université des Sciences et Techniques, Montpellier, France


Abstract
We propose a model which accounts for all the observed galvanomagnetic phenomena in degenerated or non degenerated real semiconductors. In this model we take into account the medium range disorder (due to growing conditions) in the spatial distribution of impurities inside the crystal. In the case of degenerated semiconductors, we explain the damping of the magnetoresistance oscillations. This one is often larger than predicted by the Shubnikov-de Haas theory in the case of an ideal crystal. Furthermore, it is possible to explain the values of the observed mobility often lower than the theoretical one. For the non degenerated semiconductors, in high magnetic field, this model gives satisfactory values of the ionisation energy (magnetic freeze out). Here we apply this model to binary and ternary III-V compounds and we show that the temperature dependance of the conductivity can be also explained in the case of highly disordered or amorphous semiconductors.


Résumé
Nous proposons un modèle qui permet de rendre compte de l'ensemble des phénomènes de transport observés dans les semiconducteurs dégénérés ou non dégénérés, en présence d'un désordre (inhérent à la croissance du cristal) dans la distribution spatiale des impuretés au sein du cristal. Dans le cas des semiconducteurs dégénérés, nous montrons que ce modèle permet en particulier de rendre compte de l'amortissement des oscillations de magnétorésistance : celui-ci est en effet souvent plus important que ne le laisse prévoir la théorie de l'effet Shubnikov-de Haas dans le cas du cristal parfait. Nous montrons également qu'il est possible de rendre compte des valeurs des mobilités souvent inférieures à la valeur théorique. Dans le cas des semiconducteurs non dégénérés, le modèle proposé permet de rendre compte de façon satisfaisante des valeurs observées de l'énergie d'activation à fort champ magnétique (phénomène de gel magnétique). Bien que le modèle proposé soit ici appliqué au cas de semiconducteurs III-V, nous montrons qu'il peut être également utilisé dans le cas de semiconducteurs peu ordonnés ou amorphes.

PACS
7220M - Galvanomagnetic and other magnetotransport effects semiconductors/insulators.
7280E - Electrical conductivity of III V and II VI semiconductors.
7280N - Electrical conductivity of amorphous and glassy semiconductors.
2520 - Semiconductor theory, materials and properties.
2520D - II VI and III V semiconductors.
2520F - Amorphous and glassy semiconductors.

Key words
galvanomagnetic effects -- magnetoresistance -- semiconductors -- transport phenomena -- medium range disorder -- spatial distribution of impurities -- mobility -- high magnetic field -- ionisation energy -- magnetic freeze out -- temperature dependance -- conductivity -- amorphous semiconductors -- galvanomagnetic phenomena -- real semiconductors -- degenerate semiconductors -- nondegenerate semiconductors -- magnetoresistance oscillations damping -- binary compounds -- ternary compounds -- III V semiconductors