Незавершенная связь

Cтраница 1

Зонная диаграмма полу - мньшая. ч Для разрыва КОВалвНТ-проводника р-типа нои связи. В германии и кремнии для. [1]

Незавершенная связь - дырка за счет тепловых колебаний решетки будет совершать хаотическое движение в пределах кристалла. [2]

Незавершенная связь между атомами основного вещества может перемещаться по кристаллу без подведения энергии извне. В то же время уход электрона от иона индия означает превращение его в нейтральный атом индия. Что представляет собой введение атома примеси с точки зрения нарушения периодичности поля решетки. Рассмотрим это на линейной модели. На рис. 22 дана потенциальная кривая цепочки атомов основного вещества. Предположим, что мы удалили один атом. Потенциальная яма, существовавшая на месте атома, должна исчезнуть. Но это равносильно наложению положительного возмущения на периодическое поле решетки, создаваемое удалением атома. Отсюда становится ясно, что вакантный узел должен вести себя как положительное локальное возмущение достаточно большой величины и распространенное на область, занимаемую несколькими соседними атомами, порождающее локальное состояние у потолка зоны. Другими словами, вакантные узлы должны быть поставщиками дырок. [3]

Решетка типа алмаза.| Возникновение проводимости в результате тепловых колебаний решетки и облучения полупроводника. [4]

Число свободных электронов и вакантных, незавершенных связей одинаково. [5]

Процесс превращения свободного электрона в связанный электрон носит название рекомбинации. Отметим, что рекомбинация приводит к исчезновению не только свободного электрона, но и одной незавершенной связи между атомами. Число свободных электронов и вакантных, незавершенных связей одина - ково. При этом в области незавершенной связи имеется избыточный положительный заряд, не компенсируемый теперь зарядом электрона. Однако для достаточно большого объема вещества полный заряд остается по-прежнему равным нулю, так что появление в равных количествах свободных электронов и вакантных связей не нарушает электронейтральности кристалла в целом. [6]

Энергетическая диаграмма электронного ( а и дырочного ( б полупроводников. [7]

Примеси, поставляющие свободные электроны, называются донорами, или донорными примесями. Если в кристаллическую решетку Si или Ge ввести атом IHb-подгруппы с тремя валентными электронами, то такой атом имеет незавершенную связь, которая есть не что иное, как дырка. Примеси, поставляющие свободные дырки, называются акцепторами, или акцепторными примесями. [8]

В этом случае атому примеси для образования ковалентпой связи не хватает одного электрона ( рис. 4.6), поэтому одна связь в решетке полупроводника не будет завершена. Незавершенную связь может заполнить любой электрон соседнего атома кристаллической решетки, участвующий в ковалентной связи и получивший дополнительную энергию от тепловых колебаний решетки. На месте ушедшего электрона образуется дырка, которая может перемещаться по кристаллу, участвуя в электропроводности. Атом примеси, принявший электрон, превращается в отрицательно заряженный ион. [9]

При легировании кремния бором атомы последнего выступают в качестве акцепторов. Бор является трехвалентным, и поэтому одна из четырехвалентных связей, направленных от атомов кремния к атому бора, останется свободной. В действительности же отсутствующая незавершенная связь может перемещаться от одного междоузлия к другому, подчиняясь только экранированному кулоновскому притяжению центрального отрицательного заряда. Ситуация сводится к представлению связанной дырки, передвигающейся в состоянии, которое зависит от диэлектрической проницаемости и тензора эффективной массы для свободных дырок. [10]

Решетка типа алмаза.| Возникновение проводимости в результате тепловых колебаний решетки и облучения полупроводника. [13]

Незаполненная внешняя оболочка содержит четыре электрона. Электронное облако атома, вступившего во взаимодействие при образовании кристалла, имеет тетраэдричес-кую структуру. Подобная структура электронного облака обусловливает так называемый алмазный тип кристаллической решетки кремния. Решетка алмазного типа ( рис. 6) является кубической. Каждый атом связан с четырьмя ближайшими атомами кремния парноэлектронной связью, в осуществлении которой принимают участие четыре его валентных электрона. В идеальной решетке все электроны связаны, свободных носителей заряда нет, и поэтому при наложении электрического поля электрический ток возникнуть не может. Для его возникновения необходимо часть электронов сделать свободными, не связанными. Но для отрыва электрона необходимо затратить энергию. Обратим внимание на то, что освобождение одного электрона порождает одну незавершенную связь. [14]

Незаполненная внешняя оболочка содержит четыре электрона. Электронное облако атома, вступившего во взаимодействие при образовании кристалла, имеет тетраэдрическую структуру. Подобная структура электронного облака обусловливает так называемый алмазный тип кристаллической решетки кремния. Решетка алмазного типа ( рис. 6) является кубической. Каждый атом связан с четырьмя ближайшими атомами кремния парноэлектронной связью, в осуществлении которой как раз принимают участие четыре его валентных электрона. В идеальной решетке все электроны связаны, свободных носителей заряда нет, и поэтому при наложении электрического поля электрический ток возникнуть не может. Для его возникновения необходимо часть электронов сделать свободными, не связанными. Но для отрыва электрона необходимо затратить энергию. Для отрыва электрона в кремнии при комнатной температуре необходимо затратить энергию 1 08 эв. Обратим внимание на то, что освобождение одного электрона порождает одну незавершенную связь. [15]

Страницы: 1