Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals

Analysis of experimental results on transport phenomena is presented for highly uniaxially strained silicon and germanium crystals heavily doped by shallow donors. Possible mechanisms of the strain induced metal-insulator (MI) transition determined by peculiarities of the c-band energy spectrum tran...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
Date:2003
Main Authors: Budzulyak, S.I., Ermakov, V.M., Kyjak, B.R., Kolomoets, V.V., Machulin, V.F., Novoselets, M.K., Panasjuk, L.I., Sus', B.B., Venger, E.F.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2003
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117939
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals / S.I. Budzulyak, V.M. Ermakov, B.R. Kyjak, V.V. Kolomoets, V.F. Machulin, M.K. Novoselets, L.I. Panasjuk, B.B. Sus', E.F. Venger // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-117939
record_format dspace
spelling Budzulyak, S.I.
Ermakov, V.M.
Kyjak, B.R.
Kolomoets, V.V.
Machulin, V.F.
Novoselets, M.K.
Panasjuk, L.I.
Sus', B.B.
Venger, E.F.
2017-05-27T16:45:47Z
2017-05-27T16:45:47Z
2003
Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals / S.I. Budzulyak, V.M. Ermakov, B.R. Kyjak, V.V. Kolomoets, V.F. Machulin, M.K. Novoselets, L.I. Panasjuk, B.B. Sus', E.F. Venger // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.
1560-8034
PACS: 71.30.+h
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117939
Analysis of experimental results on transport phenomena is presented for highly uniaxially strained silicon and germanium crystals heavily doped by shallow donors. Possible mechanisms of the strain induced metal-insulator (MI) transition determined by peculiarities of the c-band energy spectrum transformation in n-Si and n-Ge are discussed. The main statements of the effective mass-donor concept for hydrogen-like impurities in monocrystalline semiconductors were verified.
en
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
spellingShingle Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
Budzulyak, S.I.
Ermakov, V.M.
Kyjak, B.R.
Kolomoets, V.V.
Machulin, V.F.
Novoselets, M.K.
Panasjuk, L.I.
Sus', B.B.
Venger, E.F.
title_short Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
title_full Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
title_fullStr Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
title_full_unstemmed Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals
title_sort investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-si and n-ge crystals
author Budzulyak, S.I.
Ermakov, V.M.
Kyjak, B.R.
Kolomoets, V.V.
Machulin, V.F.
Novoselets, M.K.
Panasjuk, L.I.
Sus', B.B.
Venger, E.F.
author_facet Budzulyak, S.I.
Ermakov, V.M.
Kyjak, B.R.
Kolomoets, V.V.
Machulin, V.F.
Novoselets, M.K.
Panasjuk, L.I.
Sus', B.B.
Venger, E.F.
publishDate 2003
language English
container_title Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
format Article
description Analysis of experimental results on transport phenomena is presented for highly uniaxially strained silicon and germanium crystals heavily doped by shallow donors. Possible mechanisms of the strain induced metal-insulator (MI) transition determined by peculiarities of the c-band energy spectrum transformation in n-Si and n-Ge are discussed. The main statements of the effective mass-donor concept for hydrogen-like impurities in monocrystalline semiconductors were verified.
issn 1560-8034
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117939
citation_txt Investigations of physical mechanisms of metal-insulator transition in highly strained n-Si and n-Ge crystals / S.I. Budzulyak, V.M. Ermakov, B.R. Kyjak, V.V. Kolomoets, V.F. Machulin, M.K. Novoselets, L.I. Panasjuk, B.B. Sus', E.F. Venger // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 37-40. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT budzulyaksi investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT ermakovvm investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT kyjakbr investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT kolomoetsvv investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT machulinvf investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT novoseletsmk investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT panasjukli investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT susbb investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
AT vengeref investigationsofphysicalmechanismsofmetalinsulatortransitioninhighlystrainednsiandngecrystals
first_indexed 2025-11-25T21:20:34Z
last_indexed 2025-11-25T21:20:34Z
_version_ 1850556544612040704
fulltext 37����������� �� ������������������������������������������ ���� �� � ��������������������! � ��� �����������������������"� �����#�����������$�%&��������������� ��������� '���� (�� ��� �)*+�� �������� � � �������� �� ��� �� ����� ������ ������ ����� ������� � � �� ����� ��������������� ���������� ������������� �� ������������ ������ ��!�� � ������"��#�$ �%�������# � � ��������&�� �������� �#��' � ������(��)����* � �$��%������� ���+(�� !�&��������� (���������� ��� ������������������������ �� ���! � ����� +,� &���&����� � ��� ����-�.�����! � ��� �����/� 0�-1�++2� �',� '�-�3� � 4/� 0�-1�++2� �',� '�5(3� �*� ��/� ������6�� ������������ ����� ����������� ��� ���������� �� ���! � ����� +'� &���&����� � ��� ����-�.�����! � ��� � ���� �� 7 � �� �������� ��!���������� ���.����� '+����������� � �������� �(����.�����! � ��� �����/� 0�-1�++2� �''� (�)�3� �*� ��/� ����6����� ����� ,-��� ������������� ��� ������������� �������� ��� ���������� � �������� ��� ���������� ���� �� �� ����������� ��������� �������� ����������������������� �� ���� ������!�� � ����"������� ������# !������ ���������� � �� ������� �������������#���������� $%&'� ����������������������!��������# ������������ ���#!���������������������������������������#��������#(��������������� �) ������ ��������������� ��������� ������#������������������ �������#��*������������������������������� ���������������"���� ������� #��. ���/�����# ��������������������+������#��������������������+�������� �#������ ����+� �� ��������� �������� ����������� ���,� �, �,-����������������!����������. � � ��� ���� ����� � /��������������#��������� �����������������!������������� ����������������������"��������������������� ���������# ��������������������������������������������������������� � ����������������� �) �������+� �� �����������������# ������������������������������������������������ �������# ���������� �������������� ������� 0�+,1 �) �� ���������# ���������������������������������2������� ����������� ��� ��"��������������$7�→��'�!�������������� ������������# ���������� �&�����������"� ������������� �������������� ���+�����������3�����+������������2�������������������" �� ��#���������������������������������� ��%&�������������� �� �� ���0 1� 25.03 1 ≈cB Na $�' 4�� ������������� ��%��������������$�'�"������������ ��������������� ���� �����������������"�� � � �� �������� ������������������ ��%&������������ �������!��.���������� ����������$��,�÷��,.'5�6 �071 �8�"� ��+�����#�������# ���������������� ����������������� ������� ��%&�������# ������ ���������� �"�� ���"�������� � ������������ �� ���!���� �) ��������������������������"�� ������3���# ������ ����������������!��"����� ��� ��������������������� �������������������� ������������������� �%�����������# ��������������� ������������ �����������������������������# ����� ��������� ��%&������������� ���"�����!����������� � �����������������������091���������������������������� ���������������������#(��$��'�0:1������#���$�'�0�1� �� ��� ������!��� ����"������� �&��"���������091�� ���� ��� ��# ���������������������������� ��������� �����������������# ��������� ����������������������������������������������# ��������������������� ����������������������������� �;�� �������+�� ���������������������������������� ������ �# ������������������ ���� $���������'� ���� ����������� ���� �������� ����"����!��� ���������� ���#����������� �� �� ������!��� ��� �����������������������������������*�� �� �������������$ ÷ 9��<'��������������85 ≈ 5� .5(���0�1 ) ��+�������������������� �"���������������� ��%&�����# ������������������������������ ��������"�� ��������������� ������������������$���������#����������������'�" ������# ������������ ���������������!��������� ��������� ������ � �����$=%)'����������������������������������� ���� ������� ��������������� ������������������������� ������� $�����#��������������������' >! ������+� �������������� � ������������ ��������� � ��������� ��%&�����������������������������������"�� �����������������������������?�����������������������# . �"%��'1(2������ ������������ ����� ��/��������� �� ��� �� ����� ������ ������ ����� ������������������������������� �� ���������!��� ����" �������$�#��+��#(�'�����!�����������������2������� ������ �����������!������������������� ������� �������������� �� ������������������ �=���������������������������� � �� ������� !���� ��������� ��������������� ��� �� �� ����������#��������#(�����������0.1�����"�������������� � � ��������������������������������������� ������������� ��������!���������������� ������������������ ������� ����� 0�@@�0���1�6�����#��+�����0�@@�0���1�6�����#(� �) �������� �� ��"����� ����������� ��������#�������������#������# ��������������������#��������#(�������������"�� �� ������# ������������ ������� ��������������� �� ��������������# ���� %��!1 ������� �� �������� ��� �������� � ) ��%&���������������� �� ������������������������#������ �#(�����������"���������2��������� � �� ���$�������!�� ���0�1'��������������$7 ,÷:�5A' �������������������������# ���������������� �������������������������������������� ���������� �� ���������� ��������� 0B1�"��� �����2��� ��� ������������� ��� � ��%&)�� �������� ������������ ���!#!��������������"�������������������������������� ����������3������� �C���������������������"�����������# �������$� 9÷� :'5���������������"�� �� ������� �$� 9÷, �'5 �������� ��� ������ ��������≈ 5, 95������������������� "�� �������� �≈ ,��������� ��� ��*������������� ��!�� ����� ���� ����������� &��;�� �������;�� �,+� ��������������������������� ������� ������� ������� �������������������������������� �"� �����#(�$�!'� �����#��$�'� ��������+� �������� ��� �) � �������������������������� ����������������*����������� � �������������������������������������������� ��������# ���#�����������������" �� ���������2����������� ���������� ���� ����"��������������������� �>! ������+�� �� ������� �9�D��9������3���������������������� :������#(�$�!'���� � 7������#��$�'+��������� ��� �) �������+�� ��������������� �������� ���� ��� �����2��� �������������� �������� �) ��� ������������������������������� ������ ��������������� �������� ���������"��������������$��� ��������;��������� ,'����������2��� ����������������#(�����0�@@�0���1������� �#���0�@@�0���1�������� ��������������,�� �������������"�� ������������������������ �"�����;�� �������;�� �,+�$��� �� ,6���������� ���' ������+������ ��!�� ��#(�����0�@@�0���1 �����#������0�@@�0���1�� ������������������ ���������������� �������� ��������#��������������������������� �������� !��������������0.1+�� ����������������������������� ��%& ������������������������� ��%���������������������������+ ���"��� ��������������� ��������� ��������������+�� ��E� � ������� :�������������������2������� ����"���������������# ��������� 2 2 em aB ∗ = χ� + $,' " ����χ����� ��������������������� ���+��;����� ��������� � ���������������� �������������=3 �$�'+��������������������������� ������ ���������������� ����������� ���������������������������# ���������� ����������������������������� ��E� �������� ���������� ��������2���������������������� ������������ ��� ������� ���� ��������#�������������#����������������# ����������2����� �)�*�����������������������=3� �$�'���� $,'+� � �� ���������������������������������������� � ��%& ������������������������� ( ) ( ) 3 0 0         = ∗ ∗ m m NXN X cc $ ' &����������� ������������������ �����������������������# ���������������������������� ������������������������� ���� " �� ����������������� ������������������� ��������������� �������� �������� ������ �������������� �) ��������������# �����"�� �� ��������� ����������������������������������# �� ��� ��� ��� ��� ��� ��� � � � � � � � � � � � � �������� ��� ���� ���� ��� ��� � � ��� ��� � ������� ������� � � � ���� ��� �� � �� � &���� ��� )����������� ������������� ��� � �� ��������� ����������� ��� �#(�$�!'� ��������� ��� ������� ������ ��� � �� ��������� ���������2� @@ 0���1 &���� %�� )����������� ������������� ��� � �� ��������� ����������� ��� �#��$�'������������� ������� ���������� �������������������2� @@� 0���1 � ��� ��� � ������ � � ���� ��� �� � �� � ��� ��� ��� �� � � � � � � � � � � � ��� ���� ���� ���� ���� ���� ���� � ������ ������������ ����� ��/��������� �� ��� �� ����� ������ ������ ����� B�"%��'1(2������ �������!������������������������ ��������#��������%& ���������������� �������������������������#(�$�!'�$;�� ��' �����#��$�'�$;�� �,'��������� ������������������������� ������������ ��%&��������������� �� �������������������� "�� �������������� ��������������������� ���������&6F�� ��# ���������������<=G5������ ���#��*����������� ���������������� ���� ��%&��������������� �� ������������ ��������� ���� � ������#��������%&���������������� ����������������� ��ε,# �������� ����" �� �����������7 ,÷,��< ) ��+�� ��������#��������%&��������������������2����� ���������!��������������(��� �������������!��� ������� ��!������������ �����������"�� � �� ��� �������������0��+��1 H���+�� ����������������������������������������������� ������������#��$�'���������+�� ��%&��������������������2�� ���� ����������#!����0�,1 ���� �� �� ����������������$75 ≈ 5,9÷:�5<'+�������!�# ��������� ��ε�#��������� �������� ������������������������ �!��� ������!�� ��#��$�'������#(�$�!'��������� �) ������# �������������������� ��ε�#�������� �������� ������������ ����������������!��� ��������������� ������������������ � �������������������"�� �� ��������� ������#���������# ��������� �������#��*�������������0� 1� 22 4 1 2 χ ε � em∗ −= $7' &������+�������������������������������������������� # ����� �"�� ������� ��!�� ��#(�$�!'������#��$�'�$;�� ��+ ;�� �,'�� ��������#��������������������� ����������������# �� ����������������� ��������������� ��ε(#����� ������������ ���"��� ������ ����#������0� @@� 0���1���������#(�����0� @@� 0���1 ����# ��������������������∆�# ������� ���� �# ������+ ���������������+������������ ��+�� ��� ��������� ������# ��������������������!��� �� �����#��!�������������� ���� 0:+��1���������������� &���#(�����0�@@�0���1����� �����������������<�≈ $� 9÷, �' (���� �� �#∆�#�� ����������� ���!���������������������*�� ������0.1 �&��� ��������Ψ#������������� ����������������# �2������� ��� ����"����������������!���!��� ������������# !������������ ��E��� ������������������� �# ���������� �"��∆�# �������0�7#�:1� ( )∑ ∆∆ Ψ+Ψ=Ψ k kkkLkL CC � ���� $9' ) �������+�� ��� ��������ε,#�������� �������� ����� �����������#(��" �� ������������ ������������������ 9 (���I�<�I�, ,�(��� ��� � ��������2���!�� � ���������� ��������������� �������� ��������!����������� ��� �#���� ∆�# �������E��� �"� �#�������������� ��������2����������� "� ���������� �= �������+�� ��Ψ#���������������������� �����!��� �� �# �������E��� �����������������!�������� � �����������������<5I5� 95�(���" ����� ��Ψ#����������� �����������!��� ��∆�# �������E��� �����������������!�# ��������� �����������������<5J5, ,5(�� �) ��+�� ���� ��# ��������� ��(�������������!�����!������������������� � ���������������<5J, ,�(������������� ���������#��*�����# ��������!��� �&�������3��������� �#∆��6��� �������� � ���������������� ������� ∗ em �����������" ����������� ������ ����������� ∗ ⊥ ∗= mmKm || � ��������� �) �� �������� �� �������������!������� ���������� ��!�� ������������!��� �������������!��� �) �������+��������������� ������ ��������������� ��������� ������#�������������+�� ������# ����������������ε������ε,#�������� ����� ������ ������� "��� ��������������������������� ������ ����������������� � ε������ε,#�������� ������������������������������������< �������������!��� ������������������������������������� �����#����������������������������!��� ����������������� � ���������������� �����������#(�$�!'��������� ���� ��0�@@�0���1�$;�� �,'+�� ������� ����������������� ���������������� ������� ∗ ⊥m ������������������� ������ # ���������������������� �� 1∆ ����� 1∆′ �!���� ������� �����# ��������!�������� ����������� ��E���������2�������������� ) ��������#��������������������� �� ∗ ⊥m ��������� �������# ���������������������$;�� �,+���� ����6�'���� �� ��������� �������������������� ��������� ������#��������������$�'�6 $7''����"��� (�� 3 ������ �� ) �������������� ���������"������������� ��� ���������� �# ���������� ��������#�������������#����������������������� �#��$�'������#(�$�!'����������� ������������������ �=�# ����� ������������������� �������������� ��������+��������# ���������������������������� ���������������# �������� ��# ������������������������� ���������������������������"��� ��������� ���������������������� �����������������#(� �����#������� �����������������#��������%&��������������# ��������� ���� ��������2������������������������������������ ��*�������������������3��������������������������������# ����������� ���������������������� ��!�� ����������� !�����������������!��������������(�+�" �� ����� ����# ����2���!��� ��������������� ��������� ������������������ ) ����������!� � ���������������������������������#������� ������������� �������������#��������#(��"�����!��� �� ���������2�� �) ���������������������� ��������� ������# ������������������ �������#��*�����������������������# ��������"���� ������������ ��!��������� �������������� �� ���������������� �������#������������������������ �� �����������������������������������������������������# ���� >��������� � K� �������8 F �%����#���������� ����������� ��� �� ���� ����� ��������������� DD�?�������%&������ ��� ������ �� ���$�@ ���� � ������� �($�' � �� � 96�9� $�BB.' , ��������) (��4�� ������������� �������������������������)5G5� �������� ���� ����8���� ������������ ���� ����"��*��� ������# ������!�����������������������DD�������>����A �4%$�:'+���� �,7 76 �,7 B� $�BB.' %����H ; �@�� �*����� ����7� ���������� )������ ����;������+ K���+� �� � 79� $�B�7' 7 ;���2� ��8 +� &��� ;��������K ; +� )��������C � � $=�� ' �7�� @�� �*���*@�� ��7 ��������� ���9����������������� DD�4�� ��# ����� ��� �� ������"�+� ��������+� �� � � �� $�B�.' 7� �"%��'1(2������ ������������ ����� ��/��������� �� ��� �� ����� ������ ������ ����� 9 E ����/ H � ������� ����������� ��� � �������#���������� ������# ����� ��� ������ ��������������� DD������� >���� A�� %5$,'+� �� ��.,#��.9� $�B.,' : ��� ���% +� ����;���2� ��8 �8�� � ������� ���2������������ �� ����������� �������#������ ���������� DD�������>�� � �(6$9�'+ �� ���:,.6��: 9� $�B:9' � ���������% � +�/����!����) ; +�) �����( � +� ����E ��� / H � ������#������� ��� � �� �����#���������� ����������� �� �����*�� ��� ������������� DD�������>���� ��� �78$�.'+� �� � �,.76 �,.�� $�B.,' . =���*� �F H +�<���������F F +������L�*�K & +�����/������ F = � �������� ���� ���������� ������� !����� �������������� ������ ���������� �� � ��������� ������� DD������� ����� ������ �� ?����� ������ ���������� 1�?��*��' � F�� ( � � ) ��������*� $(�����'+� =� � = % � ��������*��� ���� M C � M�����������+ N������������������!� ��� +���������� +��� ��.� 6�.�:� $�BB�' B =���*� �F H +�<���������F F+� ���� E � +�/������ �F = ������� ���/����� � &������������ ���� �� ���������� ��������� ���# ������� � ,�7��.9�/����� � $�BB9' �� E��� ��� & +�=���*� �F H +�<���������F F +�H�2��� �*�� ; + �����L�*�K &+� ;����� �� F � � )���������� ������������� ���# ����� ���� ����� ������� ������ �������� ���� ����� ��� � ����������� ��������� �#(�$�!'� DD�B�C�� 7� ��� ����&��� � %($9'+� �� � ,,776 ,,7B� $�B.B' �� =���*� �F H+�<���������F F +��������*�K &+�/������ �F = %&� ����������� ����#��$�+� �!'������� �� ���������� ������� DD�B�C� 7� ��� ����&��� � %4$,'+� �� � ��B6�.�� $�BB�' �, (�������� +� ����(������ �8 � +�K� �������8 F �)������# ����� ����������� ��� � �� ���#��������� ������������ �������� �� ����������� �������#���������������������DD�������>����A +�4%$, '+ �� � �:7.:6�:7B � $�BB9' � <� ��N +�K���������M % �) ��������������������� ����������� DD ������>�� +� 68$7'+��� � B�9#B,, � $�B99' �7 F��O�� P�+� E���( K+� � ������ �P� F � ) �� ������ ������� �� ������� ��� � ��������������������� � DD�B�C��7� �������&�����7$:'+ �� � , �6, 7: � $�B��' �9 � �*�� P� �&���������!���!������ �����������������������"�� � �� �������� !���� ���������� DD� B�C�� 7� �������&��� �9$�'+� �� �B 6�B: � $�B� ' �: (������ =+�=���*� �F H+�<���������F F �&����# �����������# ���!��������� ���������������� ������� ����2��������� � ����"���# ����� ��� ����������� ���������(�� DD�B�C�� 7� ��� ����&��� �%6$7'+ �� � :�96:,� � $�BB9'