А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Енергія - іонізація - домішковий атом
Енергія іонізації домішкових атомів значно менше енергії іонізації власних атомів напівпровідника або ширини забороненої зони. Тому в домішкових напівпровідниках при низьких температурах переважають носії заряду, що виникли через іонізації домішок. Якщо електропровідність напівпровідника обумовлена електронами, його називають напівпровідником п-типу, якщо електропровідність обумовлена дірками - напівпровідником р-типу.
Енергія іонізації домішкових атомів значно менше енергії іонізації власних атомів напівпровідника або ширини забороненої зони. Тому в домішкових напівпровідниках при низьких температурах переважають носії заряду, що виникли через іонізації домішок.
Е а - енергія іонізації домішкових атомів за відсутності поля; А - слабо залежить від температури функція.
Еп - енергія іонізації домішкових атомів, k - постійна Больцмана, Т - абс. У зв'язку з цим графік Залежно провідності від зворотного темп-ри є ламаною лінією, нахил кожного з відрізків к-рій визначає енергію іонізації домішкових атомів. Якщо виродження не настав, то твір концентрацій електронів і дірок не залежить від концентрації і св-в домішкових атомів. Типовими домішками для германію та кремнію є елементи III і V груп таблиці Менделєєва.
У табл. 5.2 наведені експериментальні значення енергії іонізації домішкових атомів п'ятивалентних елементів в германии і кремнії.
А - коефіцієнт, слабо залежить від температури; А - енергія іонізації домішкових атомів.
Хвильова функція ф електрона, пов'язаного з атомом фосфору в кремнії. Роботу відриву електрона від донора і дірки від акцептора називають енергією активації або енергією іонізації домішкових атомів. Причина слабкого зв'язку електрона, яке не увійшло до парноелектронную-ву зв'язок, з атомом-донором пояснюється наступним чином: електрон рухається близько атома-донора, має ефективний заряд - J - е, подібно електрону в атомі водню.
Відстань домішкових рівнів від найближчої дозволеної зони на енергетичній схемі залежить, від структури як домішкових атомів, так і атомів основного напівпровідника. Ця відстань називається енергією іонізації домішкових атомів.
Відстань домішкових рівнів від найближчої дозволеної зони на енергетичній схемі залежить від структури як лрімесних атомів - так і атомів основного напівпровідника. це відстань називається енергією іонізації домішкових атомів.
При цьому, мабуть, виникають тільки електрони або тільки дірки в залежності від того, які зразки використовуються - електронні або діркові. У кремнії, де енергія іонізації домішкових атомів - 005 ев, енергії мікрохвиль виявляється недостатньо для іонізації і доводиться використовувати інші методи створення вільних носіїв струму. У дослідах, в яких для іонізації використовувалася мікрохвильова техніка, енергія мікрохвиль була модулювати по амплітуді, щоб забезпечити змінний сигнал для детектуючого каналу.
В цьому випадку локальні енергетичні рівні розпливаються, утворюючи примесную зону. Цей процес супроводжується зменшенням енергії іонізації домішкових атомів. Такий рівень легування можна умовно назвати середнім. Щодо законів розподілу носіїв заряду по енергіях в примесной зоні і в дозволених зонах в цьому випадку a priori нічого сказати не можна, бо вони залежать від структури примесной зони і від відносного числа носіїв заряду в дозволених станах.
Еп - енергія іонізації домішкових атомів, k - постійна Больцмана, Т - абс. У зв'язку з цим графік залежності провідності від зворотного темп-ри є ламаною лінією, нахил кожного з відрізків к-рій визначає енергію іонізації домішкових атомів. Якщо виродження не настав, то твір концентрацій електронів і дірок не залежить від концентрації і св-в домішкових атомів. Типовими домішками для германію та кремнію є елементи III і V груп таблиці Менделєєва.
Домішкові рівні деяких атомів лежать, мабуть, в смузі дозволених енергій, і з цієї причини їх важко визначити на досвіді. Така ситуація може мати місце тоді, коли енергія іонізації відповідних домішкових атомів заміщення в кристалі можна порівняти з шириною забороненої зони, або навіть більше її. Тому такі домішкові атоми не можуть приєднати до себе зайвої електрона і утворити стійкий негативний іон. Є підстави вважати, що саме таким чином веде себе домішка водню в решітці Ge і Si.
Цей вид поглинання світла пов'язаний з іонізацією або збудженням домішкових атомів. Поглинання фотонів викликає переходи електронів донорних атомів в зону провідності або ж перехід валентних електронів напівпровідника на акцепторні рівні. Можуть спостерігатися також переходи електронів домішкових центрів на енергетичні рівні збудження цих атомів. Енергія іонізації домішкових атомів речовин, якими зазвичай легується напівпровідники, в десятки і сотні разів менше ширини забороненої зони і лежить зазвичай в межах сотих часток електронвольт. Тому спектр примесного поглинання розташовується зазвичай за довгохвильової кордоном власного поглинання. Спектри примесного поглинання охоплюють широкі смуги частот, так як електрони донорних атомів при поглинанні світла можуть переходити на вільні енергетичні рівні в зоні провідності, що лежать досить далеко від її дна, а іонізація акцепторних атомів може відбуватися за рахунок переходу електронів з більш глибоких енергетичних рівнів валентної зони .
Як донорних домішок в ZnO можуть бути також атоми водню, алюмінію та індію. Літій при низьких температурах утворює розчини впровадження. При високих температурах він дає дефекти заміщення, а тому функціонує як акцептор. Енергія іонізації домішкових атомів цинку і водню дорівнює 002 ев.
Концентрація електронів (п) і дірок (р) в конкретному напівпровіднику визначається, з одного боку, температурою, а з іншого, наявністю в решітці напівпровідника тих чи інших домішкових атомів або іонів. Досконалий кристал напівпровідника при температурі абсолютного нуля є ізолятором. Джерелами носіїв струму при підвищенні температури є заповнена зона і хімічні домішки в решітці. Хімічні домішки можуть діяти як донори або акцептори. Для більшості цікавлять нас напівпровідників ця величина лежить в межах 1.2 - 0.2 еВ. Енергія іонізації домішкових атомів зазвичай значно нижче і зменшується зі збільшенням концентрації домішки.
Після отримання матеріалу високої чистоти домішки можуть бути введені в нього контрольованим чином. Залежно від природи домішок домішкових провідність ділиться на два класи. Як кремній, так і германій мають по чотири валентних електрони і кристалізуються в структуру, подібну до структури алмазу. Атоми домішок частіше займають місця атомів основної речовини в кристалічній решітці, ніж розташовуються в проміжках між ними. Введення пятивалентной домішки призводить до того, що чотири її валентних електрона виявляються сильно пов'язаними з гратами. П'ятий, слабо пов'язаний електрон з великою ймовірністю переходить в зону провідності. Наскільки слабка зв'язок цього електрона, можна судити по тому, що енергія іонізації домішкового атома сурми в германии дорівнює 00096 ее.
Енергія іонізації домішкових атомів значно менше енергії іонізації власних атомів напівпровідника або ширини забороненої зони. Тому в домішкових напівпровідниках при низьких температурах переважають носії заряду, що виникли через іонізації домішок.
Е а - енергія іонізації домішкових атомів за відсутності поля; А - слабо залежить від температури функція.
Еп - енергія іонізації домішкових атомів, k - постійна Больцмана, Т - абс. У зв'язку з цим графік Залежно провідності від зворотного темп-ри є ламаною лінією, нахил кожного з відрізків к-рій визначає енергію іонізації домішкових атомів. Якщо виродження не настав, то твір концентрацій електронів і дірок не залежить від концентрації і св-в домішкових атомів. Типовими домішками для германію та кремнію є елементи III і V груп таблиці Менделєєва.
У табл. 5.2 наведені експериментальні значення енергії іонізації домішкових атомів п'ятивалентних елементів в германии і кремнії.
А - коефіцієнт, слабо залежить від температури; А - енергія іонізації домішкових атомів.
Хвильова функція ф електрона, пов'язаного з атомом фосфору в кремнії. Роботу відриву електрона від донора і дірки від акцептора називають енергією активації або енергією іонізації домішкових атомів. Причина слабкого зв'язку електрона, яке не увійшло до парноелектронную-ву зв'язок, з атомом-донором пояснюється наступним чином: електрон рухається близько атома-донора, має ефективний заряд - J - е, подібно електрону в атомі водню.
Відстань домішкових рівнів від найближчої дозволеної зони на енергетичній схемі залежить, від структури як домішкових атомів, так і атомів основного напівпровідника. Ця відстань називається енергією іонізації домішкових атомів.
Відстань домішкових рівнів від найближчої дозволеної зони на енергетичній схемі залежить від структури як лрімесних атомів - так і атомів основного напівпровідника. це відстань називається енергією іонізації домішкових атомів.
При цьому, мабуть, виникають тільки електрони або тільки дірки в залежності від того, які зразки використовуються - електронні або діркові. У кремнії, де енергія іонізації домішкових атомів - 005 ев, енергії мікрохвиль виявляється недостатньо для іонізації і доводиться використовувати інші методи створення вільних носіїв струму. У дослідах, в яких для іонізації використовувалася мікрохвильова техніка, енергія мікрохвиль була модулювати по амплітуді, щоб забезпечити змінний сигнал для детектуючого каналу.
В цьому випадку локальні енергетичні рівні розпливаються, утворюючи примесную зону. Цей процес супроводжується зменшенням енергії іонізації домішкових атомів. Такий рівень легування можна умовно назвати середнім. Щодо законів розподілу носіїв заряду по енергіях в примесной зоні і в дозволених зонах в цьому випадку a priori нічого сказати не можна, бо вони залежать від структури примесной зони і від відносного числа носіїв заряду в дозволених станах.
Еп - енергія іонізації домішкових атомів, k - постійна Больцмана, Т - абс. У зв'язку з цим графік залежності провідності від зворотного темп-ри є ламаною лінією, нахил кожного з відрізків к-рій визначає енергію іонізації домішкових атомів. Якщо виродження не настав, то твір концентрацій електронів і дірок не залежить від концентрації і св-в домішкових атомів. Типовими домішками для германію та кремнію є елементи III і V груп таблиці Менделєєва.
Домішкові рівні деяких атомів лежать, мабуть, в смузі дозволених енергій, і з цієї причини їх важко визначити на досвіді. Така ситуація може мати місце тоді, коли енергія іонізації відповідних домішкових атомів заміщення в кристалі можна порівняти з шириною забороненої зони, або навіть більше її. Тому такі домішкові атоми не можуть приєднати до себе зайвої електрона і утворити стійкий негативний іон. Є підстави вважати, що саме таким чином веде себе домішка водню в решітці Ge і Si.
Цей вид поглинання світла пов'язаний з іонізацією або збудженням домішкових атомів. Поглинання фотонів викликає переходи електронів донорних атомів в зону провідності або ж перехід валентних електронів напівпровідника на акцепторні рівні. Можуть спостерігатися також переходи електронів домішкових центрів на енергетичні рівні збудження цих атомів. Енергія іонізації домішкових атомів речовин, якими зазвичай легується напівпровідники, в десятки і сотні разів менше ширини забороненої зони і лежить зазвичай в межах сотих часток електронвольт. Тому спектр примесного поглинання розташовується зазвичай за довгохвильової кордоном власного поглинання. Спектри примесного поглинання охоплюють широкі смуги частот, так як електрони донорних атомів при поглинанні світла можуть переходити на вільні енергетичні рівні в зоні провідності, що лежать досить далеко від її дна, а іонізація акцепторних атомів може відбуватися за рахунок переходу електронів з більш глибоких енергетичних рівнів валентної зони .
Як донорних домішок в ZnO можуть бути також атоми водню, алюмінію та індію. Літій при низьких температурах утворює розчини впровадження. При високих температурах він дає дефекти заміщення, а тому функціонує як акцептор. Енергія іонізації домішкових атомів цинку і водню дорівнює 002 ев.
Концентрація електронів (п) і дірок (р) в конкретному напівпровіднику визначається, з одного боку, температурою, а з іншого, наявністю в решітці напівпровідника тих чи інших домішкових атомів або іонів. Досконалий кристал напівпровідника при температурі абсолютного нуля є ізолятором. Джерелами носіїв струму при підвищенні температури є заповнена зона і хімічні домішки в решітці. Хімічні домішки можуть діяти як донори або акцептори. Для більшості цікавлять нас напівпровідників ця величина лежить в межах 1.2 - 0.2 еВ. Енергія іонізації домішкових атомів зазвичай значно нижче і зменшується зі збільшенням концентрації домішки.
Після отримання матеріалу високої чистоти домішки можуть бути введені в нього контрольованим чином. Залежно від природи домішок домішкових провідність ділиться на два класи. Як кремній, так і германій мають по чотири валентних електрони і кристалізуються в структуру, подібну до структури алмазу. Атоми домішок частіше займають місця атомів основної речовини в кристалічній решітці, ніж розташовуються в проміжках між ними. Введення пятивалентной домішки призводить до того, що чотири її валентних електрона виявляються сильно пов'язаними з гратами. П'ятий, слабо пов'язаний електрон з великою ймовірністю переходить в зону провідності. Наскільки слабка зв'язок цього електрона, можна судити по тому, що енергія іонізації домішкового атома сурми в германии дорівнює 00096 ее.