Cтраница 2
Действительно, например, при переходе под действием света электрона с локального примесного уровня в с-зону электрон и дырка, оставшаяся на уровне, разделяются в пространстве энергий, но остаются рядом в геометрическом пространстве. [16]
Согласно обычным представлениям, при анионной хемосорб-ции инородный атом принимает электрон от примесного уровня. Следовательно, эта хемосорбция истощающая ( деплетивная), так как покрытие поверхности зависит от концентрации примесных уровней в твердом теле. Электропроводность, конечно, в данном случае уменьшается. Мы считаем, что взаимодействие здесь осуществляется между орбитой инородного атома и зоной проводимости твердого тела. Такое положение обнаруживается в областях А и А СУ1 на рис. 7 при условии, что уровень ty лежит ниже примесных уровней. На каждый адсорбированный атом с примесного уровня удаляется по одному электрону, и если уровень У анионный, то инородный атом превращается на поверхности в анион. [17]
Тепловое возбуждение будет в первую очередь забрасывать электроны из валентной зоны на этот свободный примесный уровень. Если А5а A3 и температура недостаточна для того, чтобы электроны могли преодолеть запрещенную зону и попасть в зону проводимости, то носителями заряда в таком веществе будут только дырки валентной зоны, так как электроны, заброшенные на примесный уровень, не участвуют в электрическом токе. [18]
При некоторой температуре, называемой температурой насыщения Тяас, почти все электроны с примесного уровня переходят в зону проводимости. Вероятность заполнения примесного уровня становится существенна меньше 0 5, соответственно уровень Ферми располагается ниже примесного уровня, но при комнатной температуре 7290 К находится выше середины запрещенной зоны. Температура насыщения растет с увеличением концентрации примеси и для обычных примесных полупроводников находится з пределах от нескольких десятков до 200 К - Выяснено, чем больше концентрация примеси, тем выше относительно середины запрещенной зоны располагается уровень Ферми при обычных температурных условиях. При значительном повышении концентрации донорной примеси примесный уровень расщепляется в зону и объединяется с зоной проводимости. При этом уровень Ферми располагается в зоне проводимости. Полупроводники с очень большой концентрацией примеси называют вырожденными. Они применяются для создания туннельных диодов. [19]
Излучательные переходы могут происходить, например, в результате рекомбинации электронов, захваченных на примесный уровень вблизи дна зоны проводимости с дырками в валентной зоне, или в результате рекомбинации дырок, находящихся на локальных уровнях вблизи потолка валентной зоны с электронами из зоны проводимости. [20]
К переходам, приводящим к образованию неравновесных носителей, относятся также переходы электронов с примесного уровня в зону проводимости и из валентной зоны на примесный уровень. При каждом из этих переходов растет концентрация носителей только одного знака. [21]
При некоторой температуре, называемой температурой насыщения Г ас, почти все электроны с примесного уровня переходят в зону проводимости. Вероятность заполнения примесного уровня становится существенно меньше 0 5 соответственно уровень Ферми располагается ниже примесного уровня, но при комнатной температуре Т 290 К находится выше середины запрещенной зоны. Температура насыщения растет с увеличением концентрации примеси и для обычных примесных полупроводников находится в пределах от нескольких десятков до 200 К - Выяснено, чем больше концентрация примеси, тем выше относительно середины запрещенной зоны располагается уровень Ферми при обычных температурных условиях. При значительном повышении концентрации донорной примеси примесный уровень расщепляется в зону и объединяется с зоной проводимости. При этом уровень Ферми располагается в зоне проводимости. Полупроводники с очень большой концентрацией примеси называют вырожденными. Они применяются для создания туннельных диодов. [22]
Установлено, что каждый лишний атом РЬ в кристалле PbS действует как донорная примесь и что соответствующий энергетический примесный уровень лежит вблизи дна зоны проводимости. Поэтому проблема очистки полупроводниковых соединений значительно осложняется по сравнению с очисткой одноатомных полупроводников, где из кристалла требуется лишь удалить чужеродные атомы и не возникает проблемы соблюдения точного стехиометрического состава. [23]
Согласно обычному представлению, при катионной хемо-сорбции на полупроводниках р-типа электрон переходит от инородного атома на примесный уровень твердого тела. Инородный атом превращается в катион, а в твердом теле образуется обедненный слой. Это имеет место в областях АУ1 и C A R ( рис. 7) при условии, что уровень У1 лежит выше примесных уровней. В этом случае уровень АУ1 свободен и водородопо-добный инородный атом существует на поверхности в виде катиона. [24]
В случае дырочного полупроводника электроны валентной зоны при самых малых тепловых энергиях ( ЕА Et) переходят на примесный уровень, образуемый трехвалентными атомами, заполняя недостающую связь. При этом число дырок в валентной зоне, получающееся за счет ухода электронов на примесный уровень, будет резко превышать число электронов свободной зоны. Атомы трехвалентной примеси приобретают отрицательный заряд за счет пришедшего четвертого электрона, оставаясь неподвижными в решетке кристалла. [25]
Прямая рекомбинация электрона и дырки ( рис. 7.11, б) менее вероятна по сравнению с рекомбинацией через примесный уровень, так как требует одновременного выполнения законов сохранения энергии и импульса рекомбинирующих частиц. Она проявляется лишь в очень чистых полупроводниках. [26]
Если механизм образования носителей связан с примесями, расположенными в запрещенной зоне, то длинноволновая граница определяется положением примесного уровня относительно зоны проводимости или валентной зоны. [27]
Можно показать, что в другом случае, когда выполняется второе условие, вероятность Р ( Е) заполнения примесного уровня Е двумя. [28]
Соотношение (4.79) может быть использовано для определения энергий локальных состояний при произвольных расстояниях между молекулами примеси и произвольных положениях примесного уровня А. [29]
Здесь Nc - эффективная плотность состояний в зоне проводимости, определяемая выражением (7.133); g - фактор спинового вырождения примесного уровня. [30]