Cтраница 1
Донорные уровни - энергетические уровни локализованных состояний электронов, ионизация которых приводит к появлению электронов в зоне проводимости. [1]
Донорные уровни расщепляются в зону, перекрывающуюся с зоной проводимости в п-области кристалла, акцепторные - в зону, перекрывающуюся с валентной зоной в р-области кристалла. Ширина запрещенной зоны в результате этого уменьшается. [2]
Донорные уровни полностью заняты при температуре 0 К. При увеличении энергии электронов, находящихся на донорных уровнях, например, при повышении температуры вещества, эти электроны переходят в свободную зону. [3]
Если донорные уровни расположены недалеко от потолка валентной зоны1), они не могут существенно повлиять на электрические свойства кристалла. [4]
Если донорные уровни расположены недалеко от потолка валентной зоны 1), они не могут существенно повлиять на электрические свойства кристалла. Иначе обстоит дело, когда расстояние таких уровней от дна зоны проводимости гораздо меньше, чем ширина запрещенной зоны. Этому процессу соответствует отщепление пятого валентного электрона от атома примеси. Захвату свободного электрона атомом примеси соответствует на рис. 59.3, а переход электрона из зоны проводимости на один из донорных уровней. [5]
Если донорные уровни анионных вакансий лежат ниже акцепторных уровней катионных вакансий ( рис. 5.1 а), то в основном состоянии кристалла электроны локализованы на анионных вакансиях, обеспечивая их. В свою очередь катионные вакансии лишены электронов и также находятся в нейтральном состоянии. Такая ситуация типична для валентных соединений с малой долей ионной связи. [6]
Но и верхние донорные уровни элементов VI группы располагаются значительно глубже в запретной зоне, чем донорные уровни элементов V группы; в этом сказывается химическая природа примесных атомов - возрастание электроотрицательности при движении по периодической таблице Менделеева слева направо. Элементы VII группы - хлор и йод - дают по одному до-норному уровню, расположенному глубоко в запретной зоне. Следующие ионизационные потенциалы в данном случае настолько велики, что соответствующие уровни располагаются ниже верхнего края заполненной ( валентной) зоны. [7]
Выше природа донорных уровней в связывалась со слабо связанными электронами, закрепленными вблизи пустых металлоидных ( кислородных) узлов решетки. Дефекты решетки типа пустого металлоидного узла называются / - центрами. [8]
Все они формируют донорные уровни с различной энергией активации. [9]
Положение акцепторных или донорных уровней в запрещенной зоне полупроводника зависит от величины диэлектрической проницаемости материала и эффективных масс носителей. [10]
В InSb - типа донорные уровни сливаются с зоной проводимости и при температурах ниже области собственной проводимости число электронов проводимости не уменьшается с температурой. Такой полупроводник ведет себя подобно металлу с многократно заряженными носителями высокой подвижности: Образец 3 с концентрацией доноров 1016 см-3 проявляет эти свойства при температуре ниже 10 К. Подобное поведение кремния п - и р-типа подробно рассмотрели Морин и Майта [74], но в их случае подвижность была много меньше. [11]
Если, напротив, донорные уровни анионных вакансий лежат выше акцепторных уровней катионных вакансий ( рис. 5.1 6), то в основном состоянии кристалла электроны локализованы на катионных вакансиях, обеспечивая их отрицательный эффективный заряд, а лишенные электронов анионные вакансии имеют положительный эффективный заряд. Такая ситуация типична не только для кристаллов с характером связи, приближающимся к ионному, но и для соединений с промежуточным характером связи. Поэтому дефектную структуру таких соединений можно описывать в рамках ионной модели, согласно которой основное состояние соответствует заряженным вакансиям. [12]
В результате ширина перекрывающихся донорных уровней уменьшается и они превращаются в относительно узкие примесные зоны. Магнитное поле приводит также к поднятию дна зоны проводимости на величину Va c ( где сос / 2тс - частота циклотронного резонанса); эта величина больше, чем величина поднятия примесных зон. Поэтому при достаточно высоких напряженностях магнитного поля между самой низкой донорной зоной и зоной проводимости появляется энергетический зазор. В антимониде индия это происходит при довольно небольших напряженностях магнитного поля. Этот эффект можно проследить, наблюдая изменение коэффициента Холла в зависимости от напряженности магнитного поля при низких температурах По мере увеличения напряженности величина зазора между примесной зоной и дном зоны проводимости возрастает, так что в зоне проводимости остается в. [13]
![]() |
Виды нарушений кристаллической решетки полупроводника. [14] |
При температуре абсолютного нуля все донорные уровни заполнены электронами и электропроводность полупроводника отсутствует. С повышением температуры начинается тепловой переброс электронов в зону проводимости ( рис. 1.4, в), причем число электронов в зоне проводимости будет преобладать над числом дырок в валентной зоне за счет электронов примесей. Следовательно, электропроводность является преимущественно электронной и зависит от концентрации доноров. [15]