Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. Агеев О.А - 74 стр.

UptoLike

76
сорбированной частицы из нейтрального состояния в заряженное и обратно
свидетельствует о локализации и делокализации свободного электрона или
дырки на адсорбированной частице [1].
Электрон или дырка, захваченные адсорбированной частицей, наруша-
ют характер ее связи с поверхностью - эта связь упрочняется, адсорбирован-
ная молекула в заряженном состоянии прочнее привязана к поверхности, чем
в электрически нейтральном
. Такой молекуле, прежде чем уйти в газовую
фазу, надо передать полупроводнику ее электрон или дырку, что требует за-
траты некоторой энергии.
Различают два типа связи адсорбированной частицы с поверхностью,
которые условно называются слабой и прочной связью [1]. В случае слабой
связи свободные электроны и дырки полупроводника не принимают участия
в
связи. Связь осуществляется в этом случае собственными электронами,
принадлежащими адсорбированной молекуле (атому), или собственными
электронами, принадлежащими атому кристаллической решетки полупро-
водника. Эти электроны затягиваются в большей или меньшей степени с ад-
сорбированной частицы в решетку или с решетки на адсорбированную час-
тицу, чем и осуществляется связь. В случае прочной связи
в нее вовлекается
свободный электрон или дырка полупроводника, пойманные адсорбирован-
ной частицей.
Слабая связь является электрически нейтральной, прочнаяэлектри-
чески заряженной. Средняя прочность связи адсорбированной частицы с по-
верхностью определяется относительным содержанием на поверхности сла-
бой и прочной форм или, иначе говоря, относительной вероятностью пребы-
вания частицы в состоянии слабой или
прочной связи. От этого зависит ад-
сорбционная способность поверхности. В свою очередь относительное со-
держание слабой и прочной форм определяется концентрацией свободных
электронов и дырок на поверхности полупроводника. Таким образом, сво-
бодные электроны и дырки полупроводника управляют его адсорбционными
свойствами.
Адсорбционная способность поверхности по отношению к акцептор-
ным молекулам тем
больше, а по отношению к донорным тем меньше, чем
больше концентрация свободных электронов (или, чем меньше концентрация
свободных дырок) в плоскости поверхности. Говоря о поверхности полупро-
водника, мы имели дело до сих пор с идеализированной картиной. Мы пред-
ставляли себе эту поверхность как плоскость со строго периодической струк-
турой. Реальная поверхность
отличается от идеальной наличием нарушений
ее периодической структуры. Такая поверхность содержит ступеньки, пики,
атомы, выброшенные из узлов кристаллической решетки на поверхность,
вакансии, и другие макро- и микродефекты структуры. Они служат местами
для адсорбции газовых молекул: адсорбция происходит преимущественно на
этих дефектах, которые называются центрами адсорбции, или адсорбцион-
ными центрами.
На таких центрах, как и на идеальной поверхности, адсорб-
ция может идти с участием или без участия свободных электронов и дырок