Эволюция фотоиндуцированного заряда при произвольном поглощении света с учетом захвата на ловушки

Рассматривается фотопроводник, в запрещенной зоне которого имеются донорные уровни и ловушки фотоэлектронов. Численными методами решена нелинейная нестационарная задача о динамике пространственного распределения электрического поля и плотности заряда, обусловленной фотовозбуждением носителей однородным пучком света, их дрейфом во внешнем поле и последующей фиксацией на ловушках. Показано, что со временем преобладающую роль начинают играть нелинейные по полю процессы, которые приводят к образованию в глубине образца области почти полного экранирования внешнего поля (узкого горла для протекания тока). Сформировавшись, узкое горло перемещается к катоду. Прослежено возникновение в области узкого горла пика в распределениях фотоэлектронов и электронов, захваченных ловушками. На этих же временах между узким горлом и анодом на фоне отрицательного заряда формируются слои положительного заряда, движущиеся к катоду. Возникновению положительного слоя предшествует образование минимума в распределении плотности заряда. Установлены параметры, влияющие на амплитуду осцилляций поля и заряда и указаны условия, при которых она максимальна. Показано, что при уменьшении интенсивности засветки характер зарождения новых слоев меняется — они образуются на аноде. Исследовано влияние поглощения света на рассматриваемые величины. Показано, что осцилляционные зависимости проявляются наиболее сильно при слабом поглощении. Проанализированы различные режимы образования узкого горла в зависимости от интенсивности засветки.