Deep level photothermal spectroscopy: Physical principles and applications to semi-insulating GaAs band-gap multiple trap states
Notice bibliographique
Résumé
A coupled transport-rate theory of free photoexcited carrier densities and band-gap trap states in direct-gap semiconductors with fast band-to-band recombination rates is presented. The rate equations are decoupled and solved analytically by means of an adiabatic principle which leads to time gating of photothermal emission and capture transport processes between trap states and bandedges occurring with time constants much longer than the recombination lifetime. This theory exploits the adiabatic character of photoexcitation of nonequilibrium excess free carriers which attains steady-state distribution at times very short compared to trap emission and capture effects induced by thermal transport to and from the bandedges of the semiconductor. The theory accounts for the absorption of a sub-band-gap probe laser beam by free carriers (both electrons and holes) photogenerated by a super-band-gap laser beam, as well as absorption by nonequilibrium trapped carriers in the band-gap states due to thermal emission and capture events. The theory forms the basis of a new two-laser-beam deep level photothermal spectroscopy (DLPTS). The latter was implemented and tested on semi-insulating (SI)-GaAs. DLPTS and photocarrier radiometric signals were used to validate the theory. The generated experimental temperature-scanned photothermal spectra and time-resolved transients were fitted with the multiple-trap theory and yielded superpositions of energy levels and capture cross sections. It was found that the one-trap theory commonly used in conventional deep level transient spectroscopy based techniques, such as photoinduced transient spectroscopy, does not give a good fit to the experimental DLPTS spectrum. The methodology encompassing the adiabatic theory and combined DLPTS time-scanned transients and temperature-scanned spectra amounts to an analytical quantitative photothermal spectroscopy capable of noncontact all-optical probing of band-gap defect/impurity state energy distributions and capture cross sections in direct-gap semiconductors, and SI-GaAs in particular.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».