Free-to-bound transition in β-SiC doped with boron

Abstract

There are two series of infrared emission bands in β-SiC doped with boron. One of them is predominant at lower temperatures, and has already been assigned to be due to the nitrogen donor–boron acceptor pair recombination. The other one, designated as A emission, is investigated in detail. It is shown that both the spectral shape of the zerophonon band of the A emission and its temperature dependence are well described by the free-to-bound transition model. The recombination of electrons in the conduction band with holes trapped at the boron acceptors will be responsible for the mechanism of the A emission. The ionization energies of the nitrogen donor and the boron acceptor are estimated to be about 0.055 and 0.735 eV, respectively. Es gibt zwei Typen von ultraroten Emissionsbanden in Bor-dotiertem β-SiC. Eine dieser Emissionsbanden herrscht bei niedrigeren Temperaturen vor und wurde bereits der Stickstoff-Donator–Bor-Akzeptor-Paarrekombination zugeordnet. Die andere Emissionsbande, die A-Emission genannt wird, wird ausführlich untersucht. Es wird gezeigt, daß sowohl die spektrale Form der Null-Phononbande als auch deren Temperaturabhängigkeit mit dem Modell von Übergängen zwischen freien und gebundenen Zuständen erklärt werden kann. Rekombination von Leitungselektronen mit Löchern in den Akzeptorzuständen ist für den Mechanismus der A-Emission verantwortlich. Die Aktivierungsenergien des Stickstoff-Donators und Bor-Akzeptors werden auf 0,055, beziehungsweise 0,735 eV geschätzt.