ИСТИНА

Узкощелевые полупроводники на основе теллурида свинца, легированного индием, являются чувствительными приемниками терагерцового излучения. Ранее было показано, что механизм терагерцовой фоточувствительности в Pb1-xSnxTe(In) связан с образованием нового типа локальных электронных состояний, «привязанных» к положению квазиуровня Ферми. Настоящая работа посвящена изучению терагерцовой фотопроводимости в теллуриде свинца, легированном другим элементом III группы – галлием. Известно, что в PbTe(Ga), как и в Pb1-xSnxTe(In) определенного диапазона составов, уровень Ферми стабилизирован внутри запрещенной зоны, определяя формирование полуизолирующего состояния при низких температурах. Как и в Pb1-xSnxTe(In), в PbTe(Ga) наблюдается задержанная фотопроводимость, однако характерная температура ее появления заметно выше – 80 К против 25 К в Pb1-xSnxTe(In). Кроме того, характерные энергии кванта, приводящие к фотовозбуждению, и характерные времена релаксации задержанной фотопроводимости также существенно выше в PbTe(Ga). Это обстоятельство позволяет достаточно легко контролировать уровень остаточной фотопроводимости, или, другими словами, положение квазиуровня Ферми в PbTe(Ga) используя дополнительный источник относительно коротковолнового излучения. В настоящей работе исследована зависимость кинетики терагерцовой фотопроводимости в PbTe(Ga) от степени фотовозбуждения, т.е. от положения квазиуровня Ферми. Терагерцовая фотопроводимость возбуждалась мощными импульсами газового терагерцового лазера длительностью около 100 нс. Температура образца составляла 4.2 К. Дополнительное фотовозбуждение и изменение квазиуровня Ферми осуществлялось подсветкой коротковолновым источником света. Показано, что при малом уровне фотовозбуждения терагерцовая фотопроводимость является отрицательной, с малым временем релаксации, не превышающем нескольких наносекунд. При большом уровне фотовозбуждения терагерцовая фотопроводимость становится положительной и задержанной. Полученные результаты интерпретируются в рамках предположения о том, что локальные электронные состояния, ответственные за терагерцовую фотопроводимость в сплавах на основе халькогенидов свинца, легированных элементами III группы, формируются только при попадании квазиуровня Ферми в разрешенную зону.