The NDC and the Low-Frequency Electric Instabilities in GaAs Crystals with Dislocations

A negative differential conductivity (NDC) is observed in dislocated n‐type gallium arsenide crystals. The experimental data suggest that the NDC is caused by a concentrational nonlinearity, i.e. by the redistribution of electrons between the conduction band and bound states on heating the electron gas. The NDC causes the sample with a homogeneous field distribution to transit to a state with an inhomogeneous distribution of E. This gives rise to a low‐frequency instability, i.e., to temporal oscillations of the electric conductivity with a frequency ν ≈ 10−3 to 1 Hz at T = 4.5 to 120 K. In versetzungsbehafteten, n‐leitenden Gallium‐Arsenidkristallen wird eine negative differentielle Leitfähigkeit (NDC) beobachtet. Die experimentellen Daten weisen darauf hin, daß die NDC durch eine Nichtlinearität der Konzentration, d. h. durch eine Umverteilung der Elektronen zwischen dem Leitungsband und gebundenen Zuständen bei Aufheizung des Elektronengases verursacht wird. Die NDC bewirkt, daß die Proben mit einer homogenen Feldverteilung in einen Zustand mit einer inhomogenen Verteilung von E übergehen. Dies gibt Anlaß zu einer niederfrequenten Instabilität. d. h. zu einer zeitlichen Oszillation der elektrischen Leitfähigkeit mit einer Frequenz ν ≈ 10−3 bis 1 Hz bei T = 4,5 bis 120 K.