1tom - 0468.htm
52
о. О
движении (I'd>Cj) возникает электронное усиление УЗ; оно происходит за счет энергии источника, поддерживающего сверхзвуковой дрейф носителей. С ростом напряж╦нности внеш. поля усиленно раст╦т линейно, достигает максимума, а затем начинает уменьшаться, поскольку при больших дрейфовых скоростях электроны не успевают' эффекти«но взаимодействовать со звуковой волной (рис. 4). В пьезополупроводниках при коэф. электронного усиления
1'5
достигает максимума, равного &2/4(Н-/ггдК при значении дрейфовой скорости
достаточно близком к vs. В случае £/,,>! зависимость Y (t'rf) остается линейной вплоть до значений и^, близких к тепловой (иди фермиевской) скорости электронов
~ а
∙≈1
58
где а ≈ коэф. электронного поглощения в отсутствие дрейфа.
Усиление УЗ возможно, если только оно превосходит поглощение, обусловленное реш╦ткой. На опыте наблюдалось усиление УЗ в льезополупроводниках (CdS, CdSc, Те, GaAs, InSb и др.) в диапазоне частот 10≈1C4 МГц при темп-pax от гелиевых до комнатных. Значения экспериментально наблюдаемых инкрементов составляют 20≈80 дБ/см. При низких темп-рах наблюдалось также усиление УЗ в неполярных полупроводниках (Се) и полуметаллах (Bi).
Электронная а к у с т и ч. нелинейность. Рассмотренные выше эффекты относились к распространению достаточно слабого УЗ. С повышением интенсивности звуковой волны вс╦ большую роль начинают играть нелинейные эффекты, искажающие е╦ форму, ограничивающие рост е╦ интенсивности при усилении или уменьшающие е╦ затухание. В проводящих средах, помимо обычного реш╦точного энгармонизма, существует специфич. механизм нелинейности, связанный с захнатом электронов проводимости в минимумы потенциальной энергии электрич. ноля, сопровождающего акустич. волну (т. н. электронная акустич. нелинейность). В полупроводниках такой механизм нелинейности становится существенным при интепсивностях УЗ, значительно меньших тех, при к-рых сказывается ангармонизм реш╦тки, характерный для диэлектриков. Захват электронов электрич. полом волны приводит к разл. эффектам в зависимости от соотношения между длиной звуковой волны и длиной свободного пробега электрона.
Для НЧ-звука (&/е<1) в пьезополупроводниках осн. роль играет пространственное перераспределение носителей: с ростом интенсивности звука раст╦т число электронен, захваченных в потенциальных ямах, созданных переменным пьезопотенциалом ср^ (т. н. кон-центрац. нелинейность). Когда глубина потенциальных ям ≈ е<р_ превышает тепловую энергию электронов kT, носители застревают в ямах и оказывают меньшее воздействие на волну. В результате электронное усиление (поглощение) звука падает с ростом его интенсивности, а форма волны существенно отличается от синусоидальной,
При распространении ВЧ-звука (fc/e>l) в металлах, нолуметаллах и полупроводниках акустич. волна значительно искажает распределение ло импульсам тех электронов, к-рые движутся в фазе с волной и эффективно взаимодействуют с ней (т. н. импульсная акустич. нелинейность). Это искажение тем сильнее, чем больше интенсивность ;шука, а также нремн между соударениями, определяющее нреми жизни электрона
в потенциальной яме. С ростом интенсивности все больше электронов движутся в фазе с волной и не взаимодействуют с ней, что приводит к уменьшению усиления или поглощения звука. Импульсная акустич. нелинейность аналогична нелинейному Ландау затуханию эл.-магн. волн в плазме. Имеется и ряд др. электронных механизмов акустич. нелинейности, связанных, напр., с разогревом электронного газа УЗ-полиой, захватом носителей на примесные центры ≈ ловушки п т. д.
Вследствие электронной акустич. нелинейности при распространении УЗ-волны в кристалле возникают электрич. поля и токи не только на частоте УЗ, но и на частотах гармоник. Обратное воздействие этих полей на реш╦тку приводит к генерации акустич. гармоник. Аналогичным образом при одноврем. распространении в кристалле неск. УЗ-волн электронная нелинейность служит причиной нелинейного взаимодействия акустич. волн (см. Нелинейная акустика]. При воздействие на кристалл переменным электрич. (эл,-магн.) полем электронная нелинейность обеспечивает параметрам, усиление акустич. волн на субгармониках частоты шюш, ноля, эффект обращения акустич. волнового фронта» к-рый лежит в основе электроакустического эха, и др. эффекты.
Эффекты АЭВ в полупроводниках применяются в акустоэлектрон.ике при создании приборов для усиления и генерации волн, управления амплитудой и фазой волны, выполнения нелинейных операций с сигналами. АЭВ в металлах широко используется для изучения формы поверхности Ферми.
Лит.: Г у р е в и ч В. Л., Теория акустических свойств пьезоэлектрических полупроводников, «ФТП», Н>68, т, 2, в. Ц, с. 15i7; Пустовойт В, И.т Взаимодействие электронных потоков о упругими волнами решотки, «УФН», 1%9, т. 97, в. 2, с. 257; Т а к <; р Д т., Р и м гг т о н В., Гиппрзвун в фшике твердого тг*ла, пер, с англ., М., 1975; Гальперин Ю. М., Г у р е в и ч В. Л., Акустоэлектроника полупроводников п металлов, М-, 1978, В. М. Ленин, Л, А, Чернозатонскип. АКЦЕПТОРНАЯ ПРИМЕСЬ (от лат. acceptor -^ принимающий) ≈ примесь в полупроводнике, ионизация к-рой сопровождается захватом электронов из валентной зоны или с донорной примеси. Типичный пример А. п.≈ атомы элементов III группы (В, Al, Ga. In) в элементарных полупроводниках IV группы ≈ Ge ц Si. В сложных полупроводниках А, п. могут быть атомы электроотрицат. элементов (О, S, Se, To, C1 н др.), избыточные но отношению к составу, отвечающему стехиометрич. ф-ле. Введение А. п. сообщает данному полупроводнику дырочную проводимость, т. е. ионизация А, п. приводит к появлению дырок в валентной зоне, что описывается как переход электрона из валентной зоны на уровень А. п., расположенный в запрещ╦нной зоне.
А. п, характеризуется энергией, необходимой для такого перехода {энергией ионизации А, п. £/). А. п. с энергией ионизации порядка тепловой энергии kT (мелкие А. п.) описываются водородоподобнон моделью. Энергия ионизации такой А. л. в &zmQ/m* раз меньше энергии ионизации атома водорода ~10 эВ (е ≈ диэлектрическая проницаемость полупроводника, /н0 ≈ масса свободного электрона, т* ≈ эффективная масса дырок) порядка 10≈100 мэВ.
Лит.: Бонч-БруеиичВ. .;!., Калашников Г.. Г., Физика полупроводников, М., 1977. д. М. Эпштейп. АЛГЕБРА ТОКОВ ≈ система перестановочных соотношений между компонентами разл. локальных токов н один и тот же момент времени. В частности, для временных компонент SU (З)-октетов токов эта алгебра замкнута (т. е. коммутатор токов выражается через сами токи):
/'0" (х),
(1)
где 6 (w ≈ or/)≈-дельта-функция Дирака, fk*m ≈ т. н. структурные константы груипы SU (3), Х*Хг ≈Д/А.Й =
")
}
