Моделирование поверхностных свойств полупроводников. Бормонтов Е.Н - 3 стр.

             Ф ЕН О М ЕН О Л О ГИ Ч ЕС К А Я Т ЕО Р И Я П О В ЕР Х Н О С Т И
                              П О Л У П Р О ВО Д Н И К О В


             1. П оверх ностные электронные состояния и их классификация

         М но го чи сле нные те о р е ти че ски е и экспе р и ме нта льные и ссле до ва ни я и
ма ссо ва я пр а кти ка по лупр о во дни ко во го пр и б о р о стр о е ни я уста но ви ли и
по дтве р ди ли си льную за ви си мо сть сво йств и по ве де ни я по лупр о во дни ко вых
о б ъ е кто в, пр и б о р о в и устр о йств о т со сто яни я, ме то до в о б р а б о тки и усло ви й
сущ е ство ва ни я по ве р хно сти по лупр о во дни ка . Э то связа но с те м, что в
по да вляю щ е м б о льш и нстве            со вр е ме нных устр о йств по лупр о во дни ко во й
ми кр о э ле ктр о ни ки а кти вно де йствую щ е й о б ла стью пр и б о р а , ка к пр а ви ло ,
являе тся о че нь то нки й сло й по лупр о во дни ка , пр и по ве р хно стна я о б ла сть и ли
гр а ни ца двух ср е д.
         О дно й и з пр и нци пи а льных о со б е нно сте й, ха р а кте р и зую щ и х по ве р хно сть
по лупр о во дни ко в и ли гр а ни цу р а зде ла по лупр о во дни ка с ка ки м-ли б о ве щ е ство м,
являе тся и зме не ни е эне р ге ти че ско го спе ктр а для э ле ктр о но в на по ве р хно сти по
ср а вне ни ю с о б ъ ёмо м по лупр о во дни ка . Э то р а зли чи е о б ъ ясняе тся на ли чи е м на
по ве р хно сти        по лупр о во дни ко в по ве р хно стных        со сто яни й     (П С).     П од
по ве р хно стными со сто яни ями б уде м по ни ма ть эле ктр о нные                      со сто яни я,
пр о стр а нстве нно ло ка ли зо ва нные на гр а ни це р а зде ла по лупр о во дни ка с ка ко й-
ли б о ср е до й (ди эле ктр и к, ме та лл, э ле ктр о ли т, ва куум и т.д.), и ме ю щ и е
э не р ге ти че ско е по ло ж е ни е в за пр е щ е нно й зо не по лупр о во дни ка и и зме няю щ и е
сво ё за р ядо во е со сто яни е в за ви си мо сти о т по ло ж е ни я ур о вня Ф е р ми на
по ве р хно сти по лупр о во дни ка .
         Сущ е ствуе тне ско лько по дхо до в к кла сси ф и ка ци и П С. Н а пр и ме р , и х мо ж но
кла сси ф и ци р о ва ть по за р яду, ко то р ый о ни не сут пр и р а вно ве си и . В та ко й
кла сси ф и ка ци и со сто яни я, ко то р ые не йтр а льны, е сли о ни за няты э ле ктр о на ми , и
за р яж е ны по ло ж и те льно , е сли не за няты, на зыва ю тся до но р ными со сто яни ями .
Со сто яни я, ко то р ые о тр и ца те льно за р яж е ны, е сли за няты, и не йтр а льны, е сли о ни
сво б о дны, на зыва ю тся а кце пто р ными , ка к э то пр и нято в случа е а то мо в
ле ги р ую щ и х пр и ме се й, р а спо ло ж е нных в о б ъ ёме по лупр о во дни ка .
         Д р уго й по дхо д к кла сси ф и ка ци и по ве р хно стных со сто яни й во зни ка е т и з
р а ссмо тр е ни я сво йств р е а льных гр а ни ц р а зде ла ме ж ду твёр дыми те ла ми . П р и
пе р е хо де к а то мным ма сш та б а м (по р ядка до ле й на но ме тр а ) э ти гр а ни цы не
являю тся пло ско стями , а со сто ят и з зо н пр о ме ж уто чных ма те р и а ло в и пр и ме се й,
и ме ю щ и х то лщ и ну по р ядка о т не ско льки х до де сятко в а то мных сло ёв. В эти х
пр о ме ж уто чных зо на х не ко то р ые по ве р хно стные со сто яни я б ли зки к со сто яни ям в
о б ъ ёме по лупр о во дни ка , и о ни о ста ю тся в те пло во м р а вно ве си и с о б ъ ёмными
со сто яни ями да ж е пр и ср а вни те льно б ыстр ых и зме не ни ях по те нци а ла . О ни
на зыва ю тся б ыстр ыми по ве р хно стными со сто яни ями , та к ка к за ни ма ю щ и е и х
э ле ктр о ны б ыстр о пр и хо дят в р а вно ве си е . О т эти х со сто яни й о тли ча ю тся та к
на зыва е мые ме дле нные по ве р хно стные со сто яни я, ко то р ые р а спо ла га ю тся на
б о льш е м р а ссто яни и о т о б ъ ёма по лупр о во дни ка . О ни пр и хо дят в те пло во е

                                                      3