Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

9
нейтрального становится положительно заряженным. Такой
носитель заряда называется примесным.
ε
k
ε
d
µ
ε
k
ε
a
µ
а б
Рис.1.2.
Если же мы введем в кристалл акцептор, то есть примесь
замещения с меньшей валентностью, например, трехвалентный
индий в кристалл германия или кремния, то возникнут только три
ковалентные связи с ближайшими атомами матрицы. Для
образования четвертой ковалентной связи не хватает электрона.
Поэтому примесь готова принять электрон,
отобрав его у атома
матрицы.
На энергетической диаграмме (рис.1.2б) это можно
изобразить следующим образом: незаполненный уровень
акцептора с энергией
a
ε
расположен внутри запрещенной зоны,
и возбудить электрон из валентной зоны на этот уровень
значительно проще, чем в зону проводимости. При таком
процессе в валентной зоне возникает носитель заряда - дырка, а
акцептор становится отрицательно заряженным
Таким образом, в полупроводнике, который содержит
доноры или акцепторы, имеются и собственные, и примесные
носители заряда
. Поскольку для создания примесного носителя
заряда требуется меньшая энергия, в области низких температур
                                 9

нейтрального становится положительно заряженным. Такой
носитель заряда называется примесным.

                  ε                             ε




                          µ
                          εd                           εa
                                     µ
                          k                             k




              а                             б
                              Рис.1.2.

     Если же мы введем в кристалл акцептор, то есть примесь
замещения с меньшей валентностью, например, трехвалентный
индий в кристалл германия или кремния, то возникнут только три
ковалентные связи с ближайшими атомами матрицы. Для
образования четвертой ковалентной связи не хватает электрона.
Поэтому примесь готова принять электрон, отобрав его у атома
матрицы.
     На энергетической диаграмме (рис.1.2б) это можно
изобразить следующим образом: незаполненный уровень
акцептора с энергией ε a расположен внутри запрещенной зоны,
и возбудить электрон из валентной зоны на этот уровень
значительно проще, чем в зону проводимости. При таком
процессе в валентной зоне возникает носитель заряда - дырка, а
акцептор становится отрицательно заряженным
     Таким образом, в полупроводнике, который содержит
доноры или акцепторы, имеются и собственные, и примесные
носители заряда. Поскольку для создания примесного носителя
заряда требуется меньшая энергия, в области низких температур