Effect of optical-phonon scattering on the energy distribution of hot electrons in semiconductors at low temperature

Summary The variational method is used in finding the solution of the transport equation for a system of hot electrons inn-Ge atT=20 K in the presence of high electric field. The role of the emission of optical phonons by hot electrons together with the effect of electron capture by repulsive centres on the formulation of the distribution function are studied. It is shown that the emission of optical phonons plays a dominant role in the formulation of the distribution. The influence of electron capture is very small, it may become appreciable at higher trap concentrations. The obtained distribution function is then used in calculating the capture rate of electrons by negatively charged centres. It is shown that the capture rate increases with electric field.

---

Riassunto Il metodo variazionale è usato per trovare la soluzione dell'equazione di transporto per un sistema di elettroni caldi inn-Ge aT=20 K in presenza di grande campo elettrico. Si studiano il ruolo dell'emissione di fononi ottici da elettroni caldi insieme con l'effetto della cattura degli elettroni da centri di repulsione sulla formulazione della funzione di distribuzione. Si mostra che l'emissione di fononi ottici svolge un ruolo dominante nella formulazione della distribuzione. L'influenza della cattura degli elettroni è molto piccola, può diventare apprezzabile a piú grande concentrazione di trappole. La funzione di distribuzione ottenuta è quindi usata nel calcolare il rapporto di cattura degli elettroni da centri a carica negativa. Si mostra che il rapporto di cattura cresce col campo elettrico.

---

Резюме Используется вариационный метод для нахождения решения транспортного уравнения для системы горячих электронов вn-Ge приT=20 К при наличии сильного электрического поля. Исследуется роля испускания оптических фононов горячими электронами и эффект эахвата электпонов отталкивающими центрами при определении функции распредения. Показывается, что испускание оптических фононов играет доминируюэую роль при образовании функции распределения. Влияние захвата электронов очень мало и становится существенным при более высоких концентрациях ловушек. Полученная функция распределения используется при вычис-лении интенсивности захвата злектпонов отрицательно заряженными центрами. Показывается, что интенсивность захвата увеличивается с возрастанием электрического поля.