Конкуренция между изотропным и сильно анизотропным вкладами в темп ударной ионизации в прямозонных полупроводниках

Показано, что темп процесса межзонной ударной ионизации в прямозонных кубических полупроводниках со слабым и сильным спин-орбитальным расщеплением валентной зоны является сильно анизотропным при низких эффективных температурах распределения электронов $T$ и становится изотропным при увеличении $T$. Такое поведение связано с механизмом ударной ионизации, обеспеченным взаимодействием состояний электронов и тяжелых дырок через далекие зоны, которое исчезает в некоторых высокосимметричных направлениях распространения начального электрона, таких как [100] и [111]. При $T$ = 300 K темп ударной ионизации в узкозонных полупроводниках InSb, InAs, GaSb и In$_{0.53}$Ga$_{0.47}$As изотропен, а для материалов со средней шириной запрещенной зоны типа InP, GaAs и CdTe изотропный и анизотропный вклады сравнимы. Предложено простое и обоснованное аналитическое обобщение формулы Келдыша, которое может быть использовано при моделировании работы устройств, использующих ударную ионизацию.