3.3.1 Zwischentalstreuung



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3.3.1 Zwischentalstreuung

Zunächst sollen nur optische Phononen betrachtet werden. Da benachbarte Atome in Gegenphase schwingen, setzt man das Streupotential direkt proportional zur Auslenkung 3.42 an

Der Proportionalitätsfaktor gibt die Stärke der Wechselwirkung an. Die Bezeichnung entspricht der Nomenklatur in [49] [83]. Das quadrierte Matrixelement 2.48 wird zu

Darin bedeutet die Phononen-Besetzungszahl (Gleichung 2.46), den Wellenvektor des Phonons, die Massendichte und das Volumen des Halbleiters. ist die Energie des Phonons gemäß der Dispersionsrelation. Die unterschiedlichen Vorzeichen entsprechen der Emission und Absorption eines Phonons. Mit der Goldenen Regel von Fermi (Gleichung 2.47) wird die Übergangswahrscheinlichkeit zu

 

Integration über alle nach Gleichung 2.57 ergibt die totale Streurate . Bei einer Absorption eines Phonons erhöht sich die Energie des Elektrons um

 

Analog gilt bei der Emission eines Phonons

 

Für die Computerimplementierung wird folgende Form der beiden Gleichungen verwendet, in die die Länge des Wellenvektors eingeht,

 

Der Faktor gibt die Anzahl der möglichen Täler an, in die das Elektron gestreut werden kann. Erfolgt die Streuung zwischen Tälern gleicher Orientierung - man spricht von g-Streuung (Abb 3.4) - so ist . Im Fall von f-Streuung - das Endtal liegt normal zum Anfangstal - ist . In einer Simulation muß das Tal nach der Streuung unter den vier möglichen mit gleichverteilter Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden. Damit der Zustand nach der Streuung endgültig festgelegt ist, wird der Streuvorgang als isotrop im transformierten -Raum angenommen.

 
Abbildung 3.4: Veranschaulichung der Zwischentalstreuung in Silizium.  

Zwischentalstreuung kann auch durch akustische Phononen verursacht werden. Dieser Fall wird formal gleich wie die soeben beschriebene optische Deformationspotential-Streuung behandelt [49] [64].



Martin Stiftinger
Wed Oct 12 11:59:33 MET 1994