Энергетические уровни - донор
Cтраница 1
 |
Энергетические диаграммы примесных полупроводников. с нейтральной примесью ( а и дырочного с учетом поверхностных состояний ( б. [1] |
Энергетические уровни доноров и акцепторов могут быть как мелкими, так и глубокими. Более того, одна примесь может создавать несколько уровней в запрещенной зоне. Ловушками захвата являются дефекты решетки, нейтральные в условиях термодинамического равновесия и способные захватывать носители заряда одного знака и освобождать их. Энергетические уровни таких ловушек лежат вблизи разрешенных зон и не принимают участия в процессах рекомбинации, иногда их называют уровнями прилипания. [2]
 |
Энергетические спектры элек-тронного и дырочного полупроводников. [3] |
Энергетические уровни доноров и акцепторов, в отличие от уровней основной решетки, имеют локальный характер. Это значит, что валентный электрон донора ( или дырка акцептора) до своего отрыва не может перемещаться по всему объему решетки. [4]
Качественная схема энергетических уровней доноров и акцепторов, показанная на рис. 1.5, также оказывается одинаковой для всех неметаллических кристаллов как для полупроводников, так и для диэлектриков, независимо от характера их химической связи; при этом каждому типу примеси приписывается свой энергетический уровень в запрещенной зоне. Правда, следует иметь в виду, что энергетические состояния электронов, локализованных на примесных атомах, соответствуют узким уровням только при достаточно малых концентрациях примесей, когда их взаимодействие не существенно. При больших концентрациях взаимодействие примесных атомов приводит к расщеплению уровней в самостоятельную зону, лежащую внутри запрещенной зоны основного вещества, а в некоторых случаях даже сливающуюся с зоной проводимости. [5]
 |
Функция плотности состояний для вырожденного полупроводника п-типа. [6] |
При сильном легировании, необходимом для получения вырожденного полупроводника, энергетические уровни доноров и акцепторов, которые ранее описывались с помощью б-функции, расщепляются в полосу. [7]
Если имеются оба типа центров, тогда Nа и Nd можно просто заменить эффективным числом доноров или акцепторов. Предположим, что энергетические уровни доноров и акцепторов соответственно расположены так близко к зоне проводимости и к валентной зоне, что все они полностью ионизированы. [8]
Для комплексов с переносом заряда характерно появление специфических полос в электронных спектрах поглощения. Положение этих полос в спектре прямо зависит от энергетических уровней ВЗМО донора и НСМО акцептора. [9]
Совсем недавно Теренин и Ермолаев [16] сообщили, что они провели аналогичные исследования с рядом других веществ. Каждая из приведенных в ней донорных молекул способна возбудить каждую из акцепторных молекул. Как и следовало ожидать, все триплетные энергетические уровни доноров расположены выше триплетных уровней акцепторных молекул, но настолько близко к ним, что спектр излучения донора до некоторой степени налагается на спектр поглощения акцептора. Общая картина расположения энергетических уровней донора ( бен-зофенон) и акцептора ( нафталин) показана на фиг. Эти эксперименты представляют особый интерес, так как в них, ввиду малой вероятности поглощения квантов света, соответствующих прямому переходу в трип-летное состояние, совершенно исключен тривиальный процесс излучения и реабсорбции света, который в некоторых других случаях может иметь большое значение. Теренин и Ермолаев установили, что с увеличением концентрации акцептора уменьшается наблюдаемое время жизни флуоресценции донорных молекул и ее квантовый выход. При благоприятных условиях квантовый выход для нафталина, служившего акцептором энергии возбуждения молекул бензальдегида, действительно оказался больше выхода, которого можно было достичь в отсутствие бензальдегида при прямом возбуждении самого нафталина в его собственной ( синглетной) полосе поглощения. [10]
Совсем недавно Теренин и Ермолаев [16] сообщили, что они провели аналогичные исследования с рядом других веществ. Каждая из приведенных в ней донорных молекул способна возбудить каждую из акцепторных молекул. Как и следовало ожидать, все триплетные энергетические уровни доноров расположены выше триплетных уровней акцепторных молекул, но настолько близко к ним, что спектр излучения донора до некоторой степени налагается на спектр поглощения акцептора. Общая картина расположения энергетических уровней донора ( бен-зофенон) и акцептора ( нафталин) показана на фиг. Эти эксперименты представляют особый интерес, так как в них, ввиду малой вероятности поглощения квантов света, соответствующих прямому переходу в трип-летное состояние, совершенно исключен тривиальный процесс излучения и реабсорбции света, который в некоторых других случаях может иметь большое значение. Теренин и Ермолаев установили, что с увеличением концентрации акцептора уменьшается наблюдаемое время жизни флуоресценции донорных молекул и ее квантовый выход. При благоприятных условиях квантовый выход для нафталина, служившего акцептором энергии возбуждения молекул бензальдегида, действительно оказался больше выхода, которого можно было достичь в отсутствие бензальдегида при прямом возбуждении самого нафталина в его собственной ( синглетной) полосе поглощения. [11]
Если это произведение больше единицы ( при ц и Я, взятых в соответствующих единицах), то становятся существенными члены второго порядка в этих уравнениях и зависимость от поля оказывается сильнее выраженной. В случае Ge и Si, чтобы удовлетворить этому условию при комнатной температуре, требуются поля 20000 эрстед и более, но для соединений с высокой подвижностью достаточны и гораздо меньшие поля. Ландау оказываются сильно разделенными и все носители располагаются на наинизшем уровне. Этого условия, называемого квантовым пределом, можно легко достичь в InSb и InAs. Аналогичные соображения будут полностью приложимы и к изучению энергетических уровней доноров в соединениях с малой эффективной массой ( гл. [12]
Электропроводность полупроводников обычно зависит от наличия в них примесей и дефектов решетки и в определенном температурном интервале быстро увеличивается с ростом температуры. III и V групп в решетке элементов IV группы являются соответственно акцепторами и донорами электронов. В полупроводниковых соединениях соответствующие примеси ведут себя аналогично. Вакансии также относятся к числу дефектов, оказывающих влияние на электропроводность. Энергию, необходимую для отрыва электрона от донора или присоединения электрона к акцептору, называют энергией ионизации примеси или дефекта. Энергетические уровни простых доноров и акцепторов расположены в запрещенной зоне, вблизи зоны проводимости и валентной зоны соответственно ( рис. 37), а энергия ионизации определяется как разность энергии между примесным уровнем и соответствующей зоной. [13]
Страницы: 1