Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Локальные уровни в запрещенной зоне

Полупроводники, которые обладают зонной структурой, рассмот­ренной выше, и в которых переход электронов в зону проводимости происходит из валентной зоны называют собственными полупровод­никами. Электропроводность в таких полупроводниках, обусловленную одновременным движением электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне называют собственной электропроводностью.

Рассмотренная выше зонная структура полупроводника явилась следствием существования в кристалле внутреннего периодического поля, которое до сих пор принималось идеально правильным.

Если будут иметь место какие-либо нарушения идеальности перио­дического поля, то они повлекут за собой и нарушения идеальности зонной структуры. Реальный кристалл всегда содержит значительное количество нарушений (дефектов) кристаллической решетки. Прежде чем рассматривать конкретные виды дефектов найдем те общие черты-, которые отличают реальный кристалл с дефектами от идеального кри­сталла без дефектов. Если количество дефектов в кристалле неве­лико, то они будут находиться на значительных расстояниях друг от друга, т. е. дефекты решетки кристалла в этом случае будут лока­лизованы. Внутреннее поле в кристалле при этом увеличиться на добавочное слагаемое, отличное от нуля только в локализованной области вблизи дефекта. Поэтому при этом изменются энергетические состояния только тех электронов, которые на­ходятся в этой области, а это приводит к образованию локальных энергетических состояний, накладывающихся на идеальную зонную структуру. Число таких локальных состояний либо равно числу дефектов, либо превышает его, если с дефектом связано несколько таких состояний. Расположение локальных состояний ограничено областью вблизи дефекта. Электроны, находящиеся на этих энергети­ческих уровнях, оказываются связанными с дефектом (если только специальными мерами, например, повышением температуры, не отор­вать их от дефекта) и поэтому они не могут участвовать в электро­проводности. А это значит, что уровни дефектов, на которых они расположены, не лежат ни в зоне проводимости, ни в валентной зоне. Они располагаются в запрещенной зоне полупроводника. Если они расположены вблизи дна зоны проводимости (рис. 1.5.а), то при нагревании кристалла дефекты будут легко ионизоваться и электроны с этих уровней переходят в зону проводимости..

Дефекты, способные при ненарушенных валентных связях в кри­сталле отдавать электроны в зону проводимости, называют доно­рами, а полупроводник, содержащий доноры, называют полупроводни­ком с электронной электропроводностью или полупроводником п-типа. Соответственно, электропроводность полупроводника, обусловленная перемещением только одних электронов в зоне проводимости, назы­вают электронной электропроводностью.

Если уровни дефектов расположены непосредственно вблизи по­толка валентной зоны (рис. 1.5. б), то уже при небольшом нагревании электроны из валентной зоны смогут перейти на эти уровни и в ва­лентной зоне возникает дырочная электропроводность. Дефекты, спо­собные воспринимать электроны из валентной зоны, называют акцепторами, а полупроводники, содержащие акцепторы, назы­вают или полупроводниками с ды­рочной электропроводностью или полупроводниками р-типа.

 

Необходимо помнить, что доноры могут отдавать электроны не только в зону проводимости, а любому из дефектов, имеющих акцеп­торную природу. Соответственно, акцепторы, наряду с захватом электронов из валентной зоны могут в принципе воспринимать элек­троны от любых доноров, имеющихся в кристалле.

Рис. 1.5. Локальные энергетические уров­ни в запрещенной зоне:

а — уровни доноров; б — уровни акцепторов

 

Наконец, существуют дефекты такого типа, которые проявляют амфотерные свойства, т. е. они могут быть как донорами, так и, акцеп­торами, Характер их состояния в кристалле зависит от присутствия других дефектов.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Заполнение зон. Эффективная масса носителей заряда | Функция распределения Максвелла— Больцмана
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 3434; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.