Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

51
размерами дефекта и соответствующего для него места в решетке).
Энергетический фактор зависит от соотношения сил притяжения и
отталкивания, обусловленного близостью электронных конфигураций
дефекта и атомов решетки. На этом основании примеси замещения в
соединении MX стремятся занять узлы более близких к ним по
химической природе атомов решетки: атомы металлов занимают узлы
М, а атомы неметаллов - узлы X. Геометрический фактор является
определяющим для атомов внедрения в плотноупакованных решетках
(гексагональной и гранецентрированной кубической), где объем
междоузельных пустот относительно невелик.
Электронная структура дефекта определяет его электрическое
поведение в кристалле. Либо дефекты являются донорами, а
создаваемая ими проводимость - электронной проводимостью либо
дефекты являются акцепторами, а создаваемая ими проводимость -
дырочной проводимостью. Примесь, способную выполнять функцию
как донора, так и акцептора в зависимости от ее положения в решетке
одного и того же кристалла, называют амфотерной примесью.
Энергия, необходимая для отрыва электрона от донорного атома
D с возникновением подвижного электрона проводимости е
-
и
неподвижного положительного иона D
+
или для присоединения
электрона к акцепторному атому А с возникновением подвижной
дырки е
+
и отрицательного иона А
-
, называется энергией ионизации
донорного или акцепторного центра.
Можно сформулировать следующие общие правила, позволяющие
в большинстве случаев предсказывать электронные свойства дефектов:
1. Атомы замещения (примесные и собственные в виде
антиструктурных дефектов) действуют как доноры, если их
валентность больше числа валентных электронов замещаемого атома, и
как акцепторы - в противном случае. Например, в полупроводниковых
кристаллах Si и Ge (элементы IV группы) атомы элементов V группы
(Р, As, Sb) и III группы (В, Al, Ga) являются донорами и акцепторами
соответственно. В то же время атомы Si и Ge являются амфотерными
примесями для полупроводникового соединения GaAs (типа А
III
В
V
),
выполняя функции донора при размещении в подрешетке галлия и
акцептора при размещении в подрешетке мышьяка. В кристалле GaAs
антиструктурный дефект Ga
As
является двухзарядным акцептором, а
дефект As
Ga
- двухзарядным донором.
2. Атомы внедрения (примесные и собственные), занимающие
междоузельные положения, действуют как доноры, если их внешняя
электронная оболочка заполнена меньше, чем наполовину (что
характерно для металлов), и как акцепторы - в противном случае (что
характерно для неметаллов). Междоузельных доноров существует
сравнительно много (Li в Si, Ge,GaSb, ZnO; Си в PbS и др.), тогда как
междоузельных акцепторов довольно мало в природе.

Страницы