Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

31
изолированными атомами. Оно замечательно тем, что элек-
троны в этом состоянии принадлежат одновременно обоим
ядрам, или, как говорят, обобществлены.
Обобществление электронов сопровождается перераспре-
делением электронной плотности и изменением энергии сис-
темы. Перераспределение состоит во "втягивании" электрон-
ных облаков в пространство между ядрами. Появление со-
стояния с повышенной плотностью электронного облака, за-
полняющего межъядерное пространство, вызывает всегда
уменьшение энергии системы и приводит к возникновению
сил притяжения. Энергия связи − электростатическая энергия
взаимодействия электронного облака повышенной плотности,
формирующегося между атомами, с ядрами этих атомов.
Рис. 2.2. Связь атома Si с четырьмя соседними атомами в
кристаллической решетке
Характерными особенностями ковалентной связи являют-
ся её насыщаемость и направленность. Насыщаемость со-
стоит в том, что каждый атом способен образовать ковалент-
ную связь лишь с определенным числом соседей (число свя-
зей определяется числом валентных электронов). Направлен-
ность означает, что ковалентная связь образуется в том на-
правлении, в котором расположена наибольшая часть элек-
тронного облака (электронное облако втянуто в межъядерное
пространство).
32
2.4. Дефекты кристаллической структуры
В реальных кристаллических телах нет идеально правиль-
ного расположения атомов, молекул или ионов. В них всегда
наблюдаются отклонения от строгой упорядоченности решет-
ки − дефекты кристаллической структуры, которые по гео-
метрическим признакам подразделяются на точечные, одно-
мерные (линейные), двухмерные (поверхностные) и трехмер-
ные (объемные).
Точечные дефекты имеют малую протяженность (поряд-
ка нескольких атомных расстояний) в любом направлении.
Сюда относят вакансии (отсутствие атомов в некоторых уз-
лах решетки) и атомы в междоузлиях. Вакансия вместе с
атомом в междоузлии называется дефектом по Френкелю.
Появление вакансии не обязательно связано со смещени-
ем атома в междоузлие. Вакансия может образоваться при ис-
парении или частичном отрыве атома поверхности и затем
постепенно проникнуть в глубь тела. При этом ей уже не бу-
дет соответствовать атом внедрения (дефект по Шоттки).
Для смещения атома и образования вакансии требуется затра-
тить энергию порядка 1-2 эВ, для внедрения атома в междо-
узлия − порядка 1-5 эВ.
Кроме дефектов по Френкелю и Шоттки к точечным де-
фектам относят примесные атомы замещения и внедрения. В
зависимости от их природы и количества они могут находить-
ся в кристалле или в растворенном состоянии, или в виде бо-
лее или менее крупных включений. Процесс растворения со-
стоит в том, что примесные атомы внедряются в промежутки
между атомами кристалла или замещают часть этих атомов,
размещаясь в узлах решетки. Так как примесные атомы по
своей физической природе и размерам отличаются от атомов
основного кристалла, то их присутствие вызывает искажение
решетки.
Точечные дефекты обладают рядом важных свойств.
1. Дефекты могут играть роль центров рассеяния элек-
тронов.

Страницы