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.
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 |