Локальные энергетические уровни
Cтраница 2
Таким образом, в запрещенной зоне энергетической диаграммы полу - проводника может существовать много различных локальных энергетических уровней, связанных с наличием разных примесей. Часть из них может быть уровнями ловушек захвата, часть - уровнями рекомбина-ционных ловушек. Чтобы установить количественный критерий отличия этих энергетических уровней, введены понятия демаркационных. [17]
Велика и расстояние между дефектами сравнимо с междуатомным, становится возможным переход электронов между соседними дефектами и локальные энергетические уровни расширяются в энергетические зоны. Образовавшиеся энергетические зоны могут в отдельных случаях перекрываться с одной из разрешенных энергетических зон кристалла. [18]
Примесные атомы, введенные в основную кристаллическую решетку полупроводника, в большинстве случаев образуют в запрещенной зоне дополнительные локальные энергетические уровни. Так как концентрация примесных атомов, как правило, мала, то последние находятся на значительных расстояниях друг от друга, практически не взаимодействуют между собой и их энергетические уровни не расщепляются. [19]
Исследование [191] показало сосредоточение диффузионно внедрившейся меди вдоль дислокаций деформированных кристаллов кремния; это объясняется образованием вдоль дислокаций локальных энергетических уровней, которые значительно выше, чем энергетические уровни кристалла с правильной решеткой, в связи с чем для диффузии необходима меньшая энергия активации. [20]
 |
Электропроводность полупроводника - типа.| Электропроводность полупроводника р-типа. [21] |
Примеси других групп Периодической системы в германии и кремнии могут образовывать в запрещенной зоне не один, а несколько локальных энергетических уровней. Это значит, что медь как акцептор может присоединять к себе три электрона. Аналогично ведут себя элементы первой группы - серебро и золого. Атомы теллура ( шестая группа) образуют два донорных уровня. [22]
В примесных полупроводниках ( и диэлектриках), как мы видели ( см. рис. 101), в запрещенной зоне возникают локальные энергетические уровни ( донорные, акцепторные и уровни прилипания, обусловленные дефектами структуры), в связи с чем вероятность рекомбинации ( через локальные уровни) возрастает. [23]
Во многих случаях рекомбинация осуществляется путем захвата свободных носителей заряда дефектами решетки ( называемыми еще центрами захвата, или ловушками), дающими локальные энергетические уровни в запрещенной зоне. Обозначим эффективные сечения захвата электрона и дырки соответственно через 5 и 5Р и введем коэффициенты захвата электрона и дырки, а и ар, полагая по определению an vTSn, o P - vTSp, где vT ( 3kT / m0) t / z - тепловая скорость свободного электрона. [24]
В качестве люминофоров используются разнообразные материалы; окиси и сульфиды цинка, кремния, кадмия, магния и др. Эти вещества легируются серебром, марганцем, хромом или другими элементами, образующими в запрещенной зоне основного вещества локальные энергетические уровни - центры рекомбинации. Поглощая энергию электронов, проникающих в тело люминофора, электроны вещества с примесных уровней и из валентной зоны переходят в зону проводимости. В этом состоянии с повышенной энергией свободные электроны находятся короткое время. [25]
Аналогичный результат получается и в случае акцепторных примесей, типичным примером которых являются атомы элементов III группы в германии и кремнии. Они образуют локальные энергетические уровни, расположенные в запрещенной зоне над потолком валентной зоны. [26]
Эти дефекты могут вести себя как доноры и акцепторы и, следовательно, влиять на распределение носителей заряда в приповерхностном слое. Очевидно, эти локальные энергетические уровни на поверхности и связанный с ними поверхностный заряд изгибают энергетические зоны вблизи поверхности. [27]
Несколько работ [26; 27] посвящено рассмотрению движения электрона в периодическом поле решетки, искаженном атомом примеси. При наличии возмущающего потенциала появляются локальные энергетические уровни. Если они попадают в зону проводимости металла, то электрон атома примеси ( например, водорода) коллективизируется. Напротив, если локальный уровень оказывается между зонами, то электроны принадлежат атомам примеси. [28]
Реальная поверхность полупроводникового кристалла имеет микроскопические и макроскопические дефекты структуры. Наличие этих дефектов приводит к образованию локальных энергетических уровней на поверхности. [29]
Спектр люминесцентного излучения определяется характером преобладающих излучательных переходов. Наиболее вероятны излучатель-ные переходы с участием локальных энергетических уровней примесей или дефектов решетки. Такие переходы могут происходить, например, в результате рекомбинации электрона, захваченного на примесный уровень вблизи дна зоны проводимости, с дыркой в валентной зоне, или в результате рекомбинации дырки, находящейся на локальном уровне вблизи потолка валентной зоны, с электроном из зоны проводимости. [30]
Страницы: 1 2 3 4