On the Screening of a Negatively Charged Dislocation Line in Degenerate GaN

Theoretical studies have suggested in the past that in degenerately doped n-GaN and related III-nitride epilayers the dielectric screening of highly negatively charged dislocations is governed by the ℏ -dependent Thomas-Fermi mechanism. Here we show how in this super-wide-gap material system the screening of the dislocation line charge can occur in a ℏ -independent way. We also describe the salient features of the critical carrier concentration, at which a crossover takes place between the quantum and classical screening regimes. Տեսական հետազոտությունների ներկա փուլում ընդունված է համարել, որ n-GaN էպիտաքսիալ թաղանթներում բացասական լիցք կրող դիսլոկացիաների էկրանավորումն իրագործվում է Թոմաս-Ֆերմիի քվանտային մեխանիզմի միջոցով: Այս ուսումնասիրության նպատակն էր՝ ցույց տալ, որ լայն արգելված գոտիով օժտված նիտրիդային համակարգերում դիսլոկացիոն լիցքի էկրանավորման մեխանիզմը կարող է ունենալ էականորեն այլ՝ դասական ծագում: Բնութագրված է Ֆերմի-գազի խտության այն տիրույթը, որտեղ դիսլոկացիաների էկրանավորման քվանտային մե խանիզմը փոխակերպվում է դասականի: На современном этапе теоретических исследований принято считать, что в вырожденном n-GaN экранирование отрицательно заряженных краевых дислокаций осуществляется посредством квантового механизма Томаса – Ферми. В настоящей работе показано, что в вырожденных широкозонных нитридных полупроводниках закон экранирования дислокационного заряда может иметь существенно иное – классическое происхождение. Изучены основные характеристики той критической концентрации Ферми-газа, ниже которой квантовый механизм экранирования заряженной дислокации заменяется классическим.