Атом - примесь
Cтраница 4
Атомы примесей V группы всегда замещают узлы в металлоидной подрешетке соединения, образуя нейтральные центры, изоэлек - тронные основным атомам. Если атомы, участвующие в замещении, существенно различаются по электроотрицательности и ковалент-ному радиусу, то вблизи изоэлектронного центра образуется достаточно глубокая потенциальная яма, которая является ловушкой с дискретным уровнем в запрещенной зоне для одного типа носителей заряда. В случае когда примесный атом имеет большую электроотрицательность, чем замещаемый, получается ловушка для электронов. В противоположном случае, когда изовалентная примесь обладает меньшей электроотрицательностью, нежели основные атомы решетки, возникает ловушка для дырок. При малом различии в электроотри-цательностях изоваленткые примеси обладают высокой растворимостью в решетке соединения, образуя твердый раствор с плавно изменяющейся шириной запрещенной зоны. [46]
 |
Схематичное изображение замещения атомов основного вещества донорами ( а и акцепторами ( б. [47] |
Атомы примеси элемента V группы называют донорами. При этом обеспечивается электрическая нейтральность атома. [48]
 |
Характеристика селе. [49] |
Все атомы примеси при комнатной температуре ионизированы. [50]
Если атом примеси имеет меньшую валентность, то он не может полностью завершить окружающую его структуру валентных связей, в системе связей появляется дырка, перемещение которой посредством заполнения ее электронами из смежных связей создает дырочную проводимость. Для примесей, внедряющихся в междоузлия, схема действия более сложна. [51]
Пусть атомы примеси легче отдают электроны, чем атомы основного вещества. В этом случае при данной температуре в кристалле может быть свободных электронов значительно больше, чем дырок. [52]
Если атом примеси будет трехвалентен ( например, бор), то недостающий четвертый электрон для нормальной валентной связи будет захвачен из соседних мест кристалла, образуется дырка, а атом бора становится отрицательным ионом. Примеси, вызывающие образование электронов проводимости, называются донорны-ми, а обусловливающие образование дырок - акцепторными. [53]
Один атом примеси приходится на 105 - 10б атомов решетки полупроводника. Примеси, приводящие к появлению свободных электронов, называются донорными. [54]
Такие атомы примеси называются донорами, а кристалл называется примесным полупроводником re - типа ( или электронным), так как носители тока имеют отрицательный заряд. [55]
 |
Вакансионный и дивакансионный механизм диффузии в ГЦК решетке. Показана диссоциация дивакансии.| Двух - и четырехатомный кольцевой механизм в ГЦК решетке. [56] |
Тогда атом примеси может переместиться, перескочив в вакантный узел решетки. Эта идея проиллюстрирована на рис. 2.3 опять на примере ГЦК решетки. На рисунке показан также дивакансионный механизм. Для большинства металлов при температурах, близких к точке плавления, доля вакантных узлов становится существенно больше той, когда можно пренебречь возможностью расположения двух вакансий в соседних узлах. Это тем более справедливо, поскольку вакансии имеют тенденцию к объединению. Например в ГЦК структурах имеются 24 разорванные связи вокруг двух изолированных вакансий, но только 18 вокруг дивакансии. [57]
К атомы примеси по соседству вакансии где-то в 90 раз чаще, чем в бесконечно разбавленном, но частота скачков даже немного уменьшается. Уменьшение связано, по-видимому, с увеличением стабильности образовавшегося комплекса. Так как эффективная частота скачков атома примеси мало зависит от концентрации вакансий вблизи него, интересно оценить влияние на эту частоту изменения вероятности обменов в единицу времени вакансии и меченого атома. Для этого в программу были введены значения для Z10 с целью увеличения частоты обменов вакансия - примесь в комплексе примесь - примесь ( меченый атом) - вакансия. Заметим, что сильная связь примесь - вакансия нейтрализуется большой энергией примесной пары. Действительно, оказывается, что один из немногих способов, которыми примесные пары могут увеличить коэффициент диффузии, это большая энергия связи примесной пары и большая частота обменов вакансий с атомами этих пар. Во всех других случаях имеется тенденция к снижению коэффициента диффузии при образовании примесных пар. Это происходит потому, что корреляционный множитель компенсирует любое возрастание частоты скачков, но существенное уменьшение частоты скачков не компенсируется соответствующим увеличением корреляционного множителя. В результате при уменьшенной частоте скачков вакансии в области примесной пары коэффициент диффузии уменьшается. [58]
Пусть атом примеси расположен в начале координат. [59]
Если атом примеси создает сильно локализованный потенциал, подобный полю деформации вокруг атома примеси, то в результате наиболее вероятно возникновение глубокого центра. Та часть потенциала дефекта, которая локализована внутри одной элементарной ячейки, называется коррекцией центральной ячейки. Коррекция центральной ячейки делает недействительным предположение о том, что волновая функция дефекта медленно меняется в пространстве, сделанное в приближении эффективной массы, и поэтому может привести к возникновению глубоких центров. В некоторых случаях дефект может иметь как мелкие, так и глубокие связанные состояния. Например, электроны с огибающими волновыми функциями с s - симметрией ведут себя глубокие центры чаще, чем электроны с огибающими волновыми функциями, имеющими р-симметрию. Последнее объясняется тем, что огибающие волно-функции с s - симметрией имеют не равную нулю плотность вероятности в начале координат ( т.е. на дефекте), и поэтому более чувствительны к коррекциям центральной ячейки. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5