Propriétés électroniques dans les solides désordonnés. III. Les mécanismes de transport par saut faisant appel aux modèles des paires et à la conduction par polarons

LEPOFI, Faculté des Sciences, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges Cedex, France

Résumé

Dans deux articles antérieurs nous avons présenté le schéma de bande généralement reconnu comme représentatif des états énergétiques dans les semi-conducteurs amorphes et les mécanismes de transport qui s'y rapportent. De façon alternative à ces mécanismes, deux modèles de transport par sauts sont couramment utilisés en présence d'un fort désordre : le modèle des paires associé à un saut au-dessus de la barrière de potentiel et le modèle polaronique. Nous décrirons comment le premier modèle (qui se substitue au modèle des paires de Austin et Mott de type effet tunnel thermiquement assisté) conduit à une loi en fréquence (σ ∝ωs) où s dépend de la température, en accord avec l'expérience. Le deuxième modèle, totalement indépendant du schéma de bande, tient compte du couplage charge-réseau : lorsque la localisation de la charge par déformation du réseau est énergétiquement favorable (formation du polaron), nous décrirons les lois de la conductivité continue, du pouvoir thermoélectrique et de la conductivité alternative en fonction de la température.

Abstract

In two previous papers, we presented the general band scheme for amorphous semiconductors and the related transport phenomena. With an alternative way, two hopping models can be used in the case of high disorder: the pair model linked to hopping over the barrier of potential and the polaronic model. The first model leads to a frequency dependence σ(ω) ∝ ω s, where s is temperature dependent, contrary to the Austin-Mott law (tunnelling effect). The second model is independent of the band scheme and takes into account the carrier-lattice coupling: when the distortion tends to lower the energy of the carrier, a polaron is formed; in this case, we will describe the evolution of the d.c. conductivity, of the thermopower and of the alternative conductivity with temperature.