La fotoconductividad como un fenómeno de transmisión de partículas: Aplicaciones para la caracterización de materiales semiconductores

Abstract

Se puede considerar a la conducción eléctrica en una muestra semiconductora como el flujo de partículas a través de un medio activo. A partir del enfoque de la conducción como un problema de transmisión de partículas, es posible obtener expresiones simples y cerradas para los coeficientes de transporte en un modelo bipolar de un semiconductor homogéneo en condiciones de estado no estacionario. Estos coeficientes simplifican el cálculo de la conductividad en función del tiempo y la evaluación de fenómenos de transporte resultantes de múltiples procesos. Cabe destacar que estos coeficientes son independientes de las dimensiones de la muestra y, por lo tanto, adecuados para el caso macroscópico. Debido a la simplicidad de las expresiones, la metodología propuesta facilita el tratamiento de múltiples procesos de absorción y generación de portadores de carga. Esto permite calcular la conductividad variable de muestras sometidas a diferentes condiciones de transporte. Un caso típico es el de una muestra fotoconductora iluminada con radiación de la frecuencia adecuada. Una aplicación importante de esta formulación es que se puede utilizar para la caracterización de muestras fotoconductoras de mediciones de transporte y para la validación de modelos de estructura de banda. Como un ejemplo, utilizamos este método para analizar la foto-respuesta de una película delgada de beta-Ga2O3, obteniendo estimaciones para movilidades de electrones y huecos, secciones transversales de recombinación y captura de portadores por defectos, concentraciones de defectos y densidad de estados de las bandas.