vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
1.Структура твердых тел
1.1.Образование энергетических зон
Рассматриваем уровни двух одинаковых атомов – взаимодействие атомов – расщепление уровней (общее свойство колебательных систем)
атом |
|
атом |
|
молекула |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассматриваем уровни большого количества одинаковых атомов – взаимодействие атомов - Расстояние между уровнями << kT практически для любой температуры –
образование энергетических зон.
1.2.Уровень Ферми
Определение – последний заполненный энергетич уровень при T=0
1.3.Примесные уровни
|
|
Примесные полупроводники |
|
|
. |
|
|
|
|
A |
Донорные полупроводники. |
|
|
|
Si |
Рассмотрим 5 валентный атом примеси (As), находящийся в |
|
кристаллической решетке 4 валентного полупроводника (Ge, |
||
Si). Измерениями установлено, что в этом случае мы имеем дело с дефектом
замещения, т.е. атом примеси замещает основной атом в узле кристаллической решетки. Решетка кремния(германия) является алмазоподобной, каждый
атом |
|
|
|
имеет 4 ближайших соседа, связанных ковалентными |
|
|
|
|
|
|
|
|
З.П |
|
|
|
связями. Атом As имеет 5 валентных электронов, 4 из |
|
|
|
|
|
которых связываются с соседними атомами Si (Ge) . а |
|
|
|
Прим.ур. |
|
|
|
|
|
|
избыточный электрон движется в кулоновском поле |
|
|
|
|
EF |
|
|
|
|
|
|
иона примеси. Подобное рассмотрение характеризует |
|
|
В.З |
|
|
|
водородоподобную модель примесного атома. Так как |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
электрон движется в среде с показателем , то энергия |
ионизации примеси равна J |
13,6 |
|
mn* |
эB, с учетом величины и отношения |
|||
|
|
||||||
|
|
|
2 |
|
|
m |
|
|
|
|
|
0 |
|
||
масс (mn* 0,1m) для германия и (mn* 0,2m) для кремния |
|||||||
имеем i |
13,6 |
* 0,2 0,019эВ(Si), i |
0,005эВ(Ge) |
||||
|
|||||||
144 |
|
|
|
|
|
|
|