J. Phys. France 37, 35-43 (1976)
DOI: 10.1051/jphys:0197600370103500

Fonction mémoire acoustique dans les semiconducteurs piézoélectriques. Interprétation acoustoélectrique

M. Rouzeyre¹ et C. Maerfeld<sup>2

1</sup>  Centre d'Etude d'Electronique des Solides, Laboratoire associé au C.N.R.S., Université des Sciences et Techniques du Languedoc, 34060 Montpellier, France
²  Thomson C.S.F. D.A.S.M. 06802 Cagnes-sur-Mer, France

Abstract
We present an acoustoelectric interpretation of the experiments on storage of acoustic signals in piezoelectric semiconductors. The storage action is due to the modification of the rate of occupation of the bound states of the forbidden band by a continuous but space-periodic current which gives rise to an inhomogeneous distribution of free carriers. We develop a simple model valid for an n-type semiconductor which consists essentially of a trapping level of electrons, a recombination centre and a quasi instantaneous thermalisation of the neighbouring states of the valence band. This model leads us to conclude that the experiments on storage of acoustic signals bring in two time constants, the larger of which is, without exception, proportional to the resistivity of the sample and whose measurement allows one to attain the capture cross-sections of the bound states. We show quantitatively that the time-constants of 10-1 s, observed in CdS, are compatible only with capture cross-sections equal or smaller than 10-18 cm 2.

Résumé
Nous présentons une interprétation acoustoélectrique des expériences de mémorisation de signaux acoustiques dans des semiconducteurs piézoélectriques. La fonction mémoire est due à la modification des taux d'occupation des états liés de la bande interdite par un courant continu dans le temps et périodique dans l'espace qui engendre une répartition inhomogène des porteurs libres. Nous développons un modèle simple valable pour un semiconducteur de type N qui fait intervenir essentiellement un niveau piège à électrons, un centre de recombinaison et une thermalisation quasi instantanée des états voisins de la bande de valence. Les conclusions essentielles auxquelles conduit ce modèle sont que les expériences de mémorisation de signaux acoustiques font intervenir 2 constantes de temps dont la plus grande est, sauf exception, proportionnelle à la résistivité de l'échantillon et dont la mesure permet d'atteindre les sections de capture des états liés. On montre quantitativement que les constantes de temps de 10-1 s observées dans le CdS ne sont compatibles qu'avec des sections de capture au plus égales à 10-18 cm2.

PACS
7220J - Charge carriers: generation, recombination, lifetime, and trapping.
7250 - Acoustoelectric effects.
7280E - III-V and II-VI semiconductors.

Key words
acoustoelectric effects -- cadmium compounds -- II VI semiconductors -- piezoelectricity -- semiconductors