“Экситонная” фотопроводимость кристаллов GaAs

Экспериментально исследованы и проанализированы спектральные зависимости фотопроводимости при 1.77 и 77 K образцов чистого эпитаксиального GaAs высокого кристаллического совершенства на подложке из полуизолирующего GaAs. Построена теория спектров фотопроводимости, в которой учитывается аналитическая форма экситонного края поглощения полупроводниковых кристаллов и транспорт фотогенерированных носителей заряда с учетом конечной толщины кристалла и наличия центров поверхностной рекомбинации. Показано, что при энергии возбуждения, меньшей ширины запрещенной зоны, спектр фотопроводимости определяется элементарными возбуждениями экситонного типа, а при больших энергиях возбуждения – поверхностными состояниями, а также процессами, связанными с испусканием оптических фононов. Обнаружено, что в изучаемых образцах образование экситонов непосредственно при поглощении света может иметь вероятность, сопоставимую с вероятностью формирования экситонов из термализованного электронно-дырочного газа.