ELECTRIC FLUCTUATIONS AND DEFECTS OF STRUCTURE OF SOLIDS (REVIEW)
Authors: ЯКУБОВИЧ Б.И. 
Published: September 2024

Рассмотрена связь электрических флуктуаций с дефектами структуры в твердых телах. Имеется большое количество результатов исследований, указывающих на то, что дефекты являются причиной различных флуктуационных явлений в твердых телах. Изучение этого вопроса является принципиально важным, поскольку с дефектами связано формирование нескольких типов электрических шумов, имеющих фундаментальное значение. Проанализирована связь избыточного низкочастотного, генерационнорекомбинационного и взрывного шумов с дефектами структуры твердых тел. Рассмотрены экспериментальные результаты. Показаны возможности теоретического объяснения шумов за счет физических механизмов, связанных с дефектами структуры. Всесторонне рассмотрены электрические флуктуации в полупроводниках, вызванные захватом и эмиссией носителей заряда ловушками, образованными дефектами структуры. Флуктуации, обусловленные этой причиной, во многих случаях определяют спектр электрического шума в полупроводниках и полупроводниковых приборах. Представлено количественное описание электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных ловушками. Рассмотрен шум в полупроводниках при флуктуирующем числе ловушек. Учтено влияние деградационных процессов на шум. Проанализирован шум с учетом нагрева полупроводника, вызванного протеканием тока отмечено, что вследствие нагрева возможно снижение шума. Представлен общий подход к описанию шума в полупроводниках, вызванного ловушками, который может быть применен для анализа различных типов электрических шумов, связанных с этой причиной. Обсуждены особенности шума в полупроводниках, вызываемого дефектами с внутренними степенями свободы и многозарядными ловушками. Отмечено, что развитие представлений об электрических флуктуациях в твердых телах, связанных с дефектами, существенно для более полного описания флуктуационных явлений в твердых телах. Отмечено, что исследования таких флуктуаций значительны в прикладных целях: они способствуют снижению уровня шума в электронных приборах и обеспечению стабильности их работы, а также дают возможность совершенствовать шумовые методы неразрушающего контроля и диагностики электронных приборов.

The connection of electrical fluctuations with structural defects in solids is considered. There are large number of research results indicating that defects are the cause of various fluctuation phenomena in solids. The study of this issue is in principle importance, since defects are associated with the formation of several types of electrical noise, which are of fundamental importance. The connection of excess lowfrequency, generationrecombination and burst noises with defects in the structure of solids is analyzed. Experimental results are considered. The possibilities of a theoretical explanation of noise due to physical mechanisms associated with structural defects are shown. Electrical fluctuations in semiconductors caused by capture and emission of charge carriers by traps formed by structural defects are comprehensively considered. Fluctuations due to this cause, in many cases, determine spectrum of electrical noise in semiconductors and semiconductor devices. A quantitative description of electrical fluctuations in semiconductors caused by traps is presented. The noise in semiconductors is considered with a fluctuating number of traps. The effect of degradation processes on noise has been taken into account. The noise is analyzed taking into account the heating of the semiconductor caused by the flow of current it is noted that due to heating noise reduction is possible. A general approach to description of noise in semiconductors caused by traps, which can be used to analyze various types of electrical noises associated with this cause, is presented. The features of noise in semiconductors caused by defects with internal degrees of freedom and multiply charged traps are discussed. It is noted that development of ideas about electrical fluctuations in solids associated with defects is essential for a more complete description of fluctuation phenomena in solids. It is noted that studies of such fluctuations are significant for applied purposes: they help reduce noise level in electronic devices and ensure stability of their work, and also provide an opportunity to improve noise methods of nondestructive testing and diagnostics of electronic devices.