Numéro
J. Physique Lett.
Volume 40, Numéro 3, février 1979
Page(s) 53 - 55
DOI https://doi.org/10.1051/jphyslet:0197900400305300
J. Physique Lett. 40, 53-55 (1979)
DOI: 10.1051/jphyslet:0197900400305300

Ultrasonic spectroscopy in p-type silicon

H. Zeile, O. Mathuni et K. Lassmann

Universität Stuttgart, Physikalisches Institut, Teilinstitut 1, 7000 Stuttgart 80, F.R.G.


Abstract
From ultrasonic resonant absorption over a wide frequency range we have determined the distribution of the energy splittings of the acceptor ground state in very pure Si(B) crystals. The measured distributions with maxima of the order of 10 μeV fit well to the expected electric field distribution from the ≈ 1012 cm-3 residual donors. The critical intensity for saturating the resonance attenuation has been measured in crystals of various acceptor concentrations and as a function of temperature. Although the average distance of acceptor atoms is much greater than the Bohr-radius of the bound defect-electrons, relaxation times are found to be shortened by the acceptor-acceptor interaction.


Résumé
On a déterminé la distribution des séparations en énergie des niveaux de l'état fondamental de l'accepteur dans des cristaux Si(B) très purs en mesurant l'absorption résonnante ultrasonore dans une gamme importante de fréquences. Les distributions mesurées se comparent bien avec les distributions attendues des champs électriques des ≈ 10 12 cm-3 donneurs résiduels. On a mesuré l'intensité critique pour saturer l'atténuation résonnante dans des cristaux avec différentes concentrations d'accepteurs et en fonction de la température. Bien que la distance moyenne des accepteurs soit beaucoup plus grande que le rayon de Bohr des trous liés on trouve que les temps de relaxation sont raccourcis par l'interaction accepteur-accepteur.

PACS
6265 - Acoustic properties of solids.
6280 - Ultrasonic relaxation in condensed matter.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.

Key words
boron -- elemental semiconductors -- impurity electron states -- silicon -- ultrasonic absorption -- ultrasonic relaxation -- ultrasonic resonant absorption -- energy splittings -- acceptor ground state -- distributions -- electric field distribution -- critical intensity -- resonance attenuation -- temperature -- relaxation times -- p Si -- acceptor acceptor interactions -- Si:B