Концентрация - собственный дефект
Cтраница 2
В области, где примесный атом играет доминирующую роль в условии электронейтральности ( область II), наличие заряженных примесных центров вызывает увеличение концентрации собственных дефектов, несущих заряд противоположного знака, и уменьшение концентрации собственных дефектов, имеющих заряд того же знака. [16]
В области, где примесный атом играет доминирующую роль в условии электронейтральности ( область II), наличие заряженных примесных центров вызывает увеличение концентрации собственных дефектов, несущих заряд противоположного знака, и уменьшение концентрации собственных дефектов, имеющих заряд того же знака. [17]
В общем можно сделать вывод, что растворимость атомов примеси увеличивается с увеличением рХз ( или уменьшается с увеличением рм), если они занимают узлы М, и меняется противоположным образом, если они занимают узлы X - независимо от того, действует ли примесный атом как донор или как акцептор ( или независимо от соотношения величин / Ci и Ks) - Однако характер влияния примесных атомов на концентрацию заряженных собственных дефектов, несомненно, зависит от указанных свойств. Доноры вызывают увеличение концентрации отрицательно заряженных, а акцепторы - положительно заряженных собственных дефектов. [19]
Как будет показано в конце этого раздела, такое предположение действительно оправдывается. Концентрации собственных дефектов в различных областях для кристаллов чистого теллурида кадмия и легированного индием или золотом приведены в табл. XVI.3. Сначала рассмотрим кристаллы, содержащие индий. В соответствии с экспериментальными данными имеется область, где [ e l UnJtot-При уменьшении величины К рсл ( R) концентрация электронов изменяется пропорционально R1 / z и при низких значениях этого параметра кристаллы имеют высокое сопротивление. Наконец, нужно ожидать, что кристаллы будут иметь высокое сопротивление, если электроны захватываются центрами Vcd - Положения этих трех областей показаны на рис. XVI.26, причем рис. XVI.26 a отвечает высоким температурам, а рис. XVI.26 6 - состоянию кристалла после быстрого охлаждения. Последний рисунок построен исходя из предположения, что при быстром охлаждении смещения атомов не происходит, а наблюдается только перераспределение электронов. На рис. XVI.26, б отдельно показано состояние при Т 0 К ( донорные центры не ионизированы, все электроны занимают уровни с минимальной энергией) и состояние при комнатной температуре, когда мелкие доноры ионизированы полностью, а глубокие акцепторы ионизированы частично. [20]
При сульфидировании происходит насыщение ионами серы в основном не титана, а рутила. Диффузия ионов серы в рутиле определяется концентрацией собственных дефектов решетки рутила - ионов титана в междоузлиях. Попадание в рутил серы, имеющей в соединении с титаном валентность, равную 4, не изменяет коэффициент диффузии ионов титана в рутиле. Этим, вероятно, объясняется небольшая глубина серосодержащего слоя образца из титана. При нагревании в ванне с активной солью поверхность титана быстро насыщается серой и процесс затухает. [21]
Таким образом, в области III вводимые атомы примеси поровну распределяются между узлами решетки и междоузлиями, причем концентрации атомов в обоих положениях пропорциональны рр. Этот новый механизм внедрения обеспечивает введение примеси без одновременного увеличения концентрации собственных дефектов; концентрации всех собственных дефектов в области III постоянны. [22]
Было показано, что при низких концентрациях примесных атомов, когда они не входят в приближенные уравнения нейтральности, концентрация собственных дефектов не изменяется. [23]
Как уже указывалось, заряд примесного атома одного типа часто можно изменить, изменяя условия приготовления образцов. Например, в системе КС1 Са высокие давления хлора pcij способствуют образованию центров Cak, а низкие значения pci2 - центров Сак -) Следовательно, можно ожидать, что общее влияние примесных доноров и акцепторов на концентрации собственных дефектов также будет зависеть от условий приготовления образцов. [24]
В этом случае давление пара РЬТе определяет значение х, а давление пара теллура - отклонение от стехиометрии. Однако на практике часто используют более упрощенную методику двух-температурного отжига, при которой фиксируют температуру кристалла и давление пара только одного компонента, либо металла, либо теллура. В процессе выращивания кристаллов из газовой фазы также имеется возможность управлять концентрацией собственных дефектов. [26]
Диффузия примесных дефектов происходит обычно значительно медленнее, чем собственных. Поэтому активация примесями при определенных условиях способствует получению кристаллофосфо-ров с относительно хорошо воспроизводимыми оптическими и электрическими характеристиками. Иногда специально отжигают или медленно охлаждают кристаллы и порошки, чтобы увеличить отношение концентрации преднамеренно созданных примесных центров к концентрации собственных дефектов. В то же время если последние участвуют в компенсации валентности легирующей примеси, то эта примесь стабилизует их концентрацию. Следовательно, в тех случаях, когда с такими собственными дефектами связано появление центров свечения, примесь играет роль не активатора, а интен-сификатора люминесценции. [27]
В областях II и III концентрации собственных дефектов изменяются - концентрация Vpb увеличивается, a Vs уменьшается. Гораздо более определенным является противоположный эффект - влияние собственных дефектов на растворимость примеси. Некоторые особенности такого влияния видны уже из рис. XVI.1, откуда ясно, что растворимость примесного атома в заряженной форме резко изменяется в точке, где его концентрация становится больше концентрации преобладающих собственных дефектов. Дополнительные сведения дает расчет концентраций дефектов как функции ps2 ( или Рх2) ПРИ постоянной активности примесных атомов. [28]
Кристаллизацию из растворов в расплавленной соли или в жидком растворителе ( в нормальных или надкритических условиях) используют для веществ с незначительным давлением пара и с высокой точкой плавления. Кроме того, метод кристаллизации из растворов может быть принят и по другим причинам. Например, при выращивании из обычного раствора или из раствора в расплаве температура кристаллизации понижается. В связи с этим в процессе синтеза уменьшаются давление пара и концентрация собственных дефектов. [29]
Стехиометрические образцы а - 1п2Те3 обладают проводимостью л-тила. На рис. 96 показан температурный ход постоянной Холла, электропроводности и произведения Щз. А постоянство эффективной подвижности указывает на независимость от температуры ип и и, если в исследуемой области не изменяется отношение подвижностеи. Постоянство ип и ир в широком интервале температур объясняется рассеянием носителей на нейтральных примесях. В других полупроводниках концентрация нейтральных примесей редко превышает 1018 - 1019 ел 3, поэтому рассеяние нейтральными примесями существенно сказывается лишь при низких температурах. В дефектных же полупроводниках концентрация собственных дефектов или нейтральных центров рассеяния близка к числу атомов. Поэтому рассеяние на таких нейтральных примесях играет ведущую роль по сравнению с другими типами рассеяния и при высоких температурах. [30]
Страницы: 1 2