Ill-атом

Cтраница 1

Ill-атомы и V-атомы в отдельности образуют кубические гранецентриро-ванные частичные решетки, которые смещены одна относительно другой на четверть диагонали куба. [1]

Каждый Ill-атом имеет на один валентный электрон меньше, а V-атом - на один больше, чем атомы элементов IV группы, образующие полупроводниковые кристаллы: алмаз, германий, кремний и серое олово. Таким образом, среднее число электронов, приходящихся на один атом в соединениях III-V, то же, что и в полупроводниках IV группы; установлено, что кристаллическая структура и электронные свойства этих соединений во многом сходны со структурой и свойствами полупроводников IV группы. [2]

Назовем направление от Ill-атома к соседнему V-атому направлением [111], а противоположное - направлением [ 11 Г ] ( фиг. [3]

Хщ) - доли времени, которые валентный электрон находится возле Ill-атома и V-атома соответственно; Дщ и Ду - величины спин-орбитального расщепления в этих атомах, а Дш у-величина расщепления в кристалле. В табл. 4 приведены значения величины спин-орбитального расщепления для атомов некоторых из элементов III и V групп. [4]

Примеси II и VI групп обычно оказываются примесями замещения, причем П - атомы замещают Ill-атомы, образуя акцепторные центры, а VI-атомы замещают V-атомы, становясь донорами. [5]

Решетка вюрцита. [6]

Это обусловлено тем, что в структуре цинковой обманки плоскости 111 образуются поочередно либо только Ill-атомами, либо только V-атомами. Если такие плоскости противоположно заряжены, то между ними существует электростатическое притяжение, и разделить их трудно. Однако каждая плоскость ( 110) состоит из равного числа Ill-атомов и V-атомов, так что между этими плоскостями не возникает электростатических сил, и поэтому разделить их относительно легко. [7]

На фото 1 можно видеть, что в структуре цинковой обманки плоскости 111 образуются поочередно либо только Ill-атомами, либо только V-атомами. Поэтому если такие плоскости противоположно заряжены, то между ними существует электростатическое притяжение и разделить их, должно быть, трудно. С другой стороны, каждая плоскость ( 110) состоит из равного числа Ill-атомов и V-атомов, так что в целом между этими плоскостями не возникает электростатических сил и поэтому разделить их относительно просто. [8]

Следовательно, можно ожидать, что в соединениях, состоящих из этих элементов, электроны будут иметь тенденцию перейти от Ill-атомов к V-атомам. [9]

Не ясно, однако, будут ли их атомы замещать Ill-атомы или V-атомы. [10]

При взаимодействии элементов III6 и V6 подгрупп периодической системы Менделеева образуются кристаллические полупроводниковые соединения, называемые соединениями типа III-V. Они представляют собой не сплавы, а химические соединения, в которых на каждый Ill-атом приходится один V-атом, причем в кристаллической решетке эти атомы чередуются между собой. Например, если расплавить смесь индия и сурьмы, то в результате образуется соединение InSb, а излишек какой-либо из компонент выделяется при затвердевании в виде второй фазы. [11]

Различие между поверхностями ( 111) и ( Ш) играет существенную роль также и при выращивании монокристаллов. Если поверхности ( 111) состоят из V-атомов, которые имеют с кристаллом по три связи, то три из пяти валентных электронов заняты в этих связях, а два оставшихся образуют ненасыщенную пару и обусловливают высокую активность таких поверхностей; на поверхностях же ( 111), состоящих из Ill-атомов, в связях с кристаллом оказываются занятыми все три валентных электрона. [12]

В соединениях III - V на каждый атом в среднем приходится как раз то число валентных электронов, которое необходимо для образования тетраэдрических ко-валентных связей, однако, поскольку атомы элементов III и V групп имеют, вообще говоря, различные электроотрицательности и размеры, можно ожидать, что у них схема связи окажется несколько иной, чем у элементов IV группы. Рассмотрим три идеализированные возможности: ковалентная связь, ионная связь и атомная ( нейтральная) связь ( фиг. Для образования ковалентной связи каждый V-атом отдает один электрон Ill-атому, так что образуются ионы V и III, каждый с четырьмя валентными электронами. Последние, располагаясь в конфигурации sp3, образуют тетраэдрические связи, как в решетке алмаза. [13]

Решетка вюрцита. [14]

Страницы: 1 2