Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 3, mars 1980
Page(s) 697 - 699
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01980001503069700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 697-699 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001503069700

Photoionization transition Cr3+ → Cr2+ in GaAs : Cr

A.M. Hennel1, 2, W. Szuszkiewicz1, 2, G. Martinez1, 2 et B. Clerjaud1, 2

1  Laboratoire de Physique des Solides, associé au C.N.R.S., Université Pierre-et-Marie-Curie, 4, place Jussieu, 75230 Paris, Cedex 05, France
2  Laboratoire de Luminescence , équipe de recherche, associé au C.N.R.S., Université Pierre-et-Marie-Curie, 4, place Jussieu, 75230 Paris, Cedex 05, France


Abstract
The photoionization absorption spectrum of the strongly Cr-doped GaAs samples was measured in the energy region 5 500-11 000 cm-1 under hydrostatic pressure up to 9 kbar at 300 K and 77 K. The EPR measurements with 1.09 μm laser excitation shows that this absorption is due to the charge transfer Cr3+ → Cr 2+ transitions. The theoretical model which takes into account the lattice relaxation effect is used to fit the photoionization absorption curves. The values of optical ionisation energy EO, thermal ionization energy E T and their pressure dependence are obtained. The relaxation energy ER = EO - ET is found as about 0.17 eV and the absorption cross section as about 5 x 10 -17 cm2.


Résumé
Le spectre d'absorption de photoionisation d'échantillons de GaAs fortement dopés au chrome a été mesuré dans la région d'énergie comprise entre 5 500 et 11000 cm-1 jusqu'à une pression de 9 kbar à 300 K et 77 K. Les mesures de RPE sous excitation optique (1,09 μm) montrent que cette absorption est due à un transfert de charge de Cr3+ vers Cr 2+. Un modèle théorique tenant compte de la relaxation de réseau est utilisé pour reproduire les courbes de photoionisation. Les valeurs d'ionisation optique EO et thermique ET ainsi que leur dépendance en fonction de la pression sont obtenues. On trouve une énergie de relaxation ER = EO - ET de l'ordre de 0,17 eV et une section efficace de capture pour l'absorption d'environ 5 x 10-17 cm2.

PACS
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.
7630F - EPR of iron group 3d ions and impurities Ti Cu.
7850G - Impurity and defect absorption in semiconductors.

Key words
chromium -- defect electron energy states -- gallium arsenide -- impurity and defect absorption spectra of inorganic solids -- paramagnetic resonance of iron group ions and impurities -- photoionisation -- GaAs:Cr -- photoionization absorption spectrum -- EPR measurements -- Cr sup 3+ -- Cr sup 2+ -- lattice relaxation effect -- optical ionisation energy -- thermal ionization energy -- pressure dependence -- charge transfer transitions -- III V semiconductors