Академия наук республики узбекистан

Плотность состояний

На рис. 4.3 (a) и (b) показаны полные и парциальные плотности электронных состояний (DOS) в твердых растворах с составами x=0.5 (а) и x=0.75 (b) соответственно. Состояния в области отрицательных энергий относятся к валентной зоне, а в области положительных энергий - к зоне проводимости. Как отмечено в предыдущем разделе, плотности состояний зоны проводимости сравнимы с плотностью состояний валентной зоны.
В исследовании зонной структуры представляет интерес знание природы самых верхних состояний валентной зоны и самых нижних состояний зоны проводимости. Подобный анализ проведен в данной работе с помощью исследования парциальной плотности состояний. В твердом растворе с x=0.75 у потолка валентной зоны доминирующими являются вклады 4p состояния , 5p состояния In и 3s состояния P. При движении вглубь валентной зоны в области энергий 5-8 эВ наблюдаются два максимума, первый из которых обязан своим происхождением 5s состоянию In, а второй 4s состоянию . Самый нижний максимум в DOS связан с 3p состоянием P и 4s состоянием . Из полного DOS этого состава видно, что зону проводимости твердого раствора по составу и природе можно разделить на три группы. Самая нижняя группа, состоящая из девяти зон в области энергий 1-5 эВ, своим происхождением обязана 4s, 4p состояниям , 5s состоянию In и 3s состоянию P. Средняя группа из семи зон в области энергий 6-10 эВ в основном происходит из 5p состояния In и 4p состояния . Верхняя группа около 12 эВ является наиболее простой по структуре и в основном обусловлена 3p состоянием атомов P.
Анализируя рис. 4.3 (b) можно заметить, что полный DOS твердого раствора указанного состава ощутимо выше, чем соответствующий DOS при x=0.50. В области энергий 6.0-7.0 эВ и 8.0-9.0 эВ появляется энергетическая щель с шириной ~ 1 эВ, не отмеченная в предыдущем случае. Кроме того, в интервале энергий 5 - 0 эВ наблюдается расщепление максимума интенсивностей на отдельные пики, что связано с усилением вкладов от P- 3p, In-5p состояний и ослаблением роли состояния -4p. А в зоне проводимости DOS нет никаких существенных изменений.


Рис. 4.3. Полные и парциальные плотности электронных состояний (DOS) в твердых растворах с составами x=0.5 (а) и x=0.75(b) соответственно (вертикальным пунктиром обозначены - ).