Время релаксации импульса экситонов Ванье–Мотта при рассеянии на заряженных примесях

В борновском приближении вычислено время релаксации импульса экситонов Ванье–Мотта в полупроводниках при рассеянии на заряженных примесях. Получены аналитические зависимости времени релаксации от кинетической энергии экситона и от отношения масс электрона и дырки, образующих экситон. Показано, что в борновском приближении транспортное сечение рассеяния экситона соответствует рассеянию одной частицы на некотором эффективном потенциале, вид которого определен. При ${m_{2}\gg m_{1}}$, где $m_{1}(m_{2})$ — эффективная масса электрона (дырки), эффективный потенциал переходит в соответствующий потенциал для атома водорода, при ${m_{1}=m_{2}}$ эффективный потенциал обращается в нуль и рассеяние в борновском приближении отсутствует. Построены графики зависимостей времени релаксации импульса экситонов от температуры в интервале ${1\div300}$ K для параметров CdS, CdTe, InSb. Полученные зависимости сопоставляются с соответствующими результатами для свободных электронов и дырок. Показано, что при достаточно низких температурах рассеяние экситонов на заряженных примесях гораздо слабее, чем рассеяние носителей тока, что обусловливается взаимной компенсацией зарядов частиц, образующих экситон.