ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Описание в рамках зонной модели из "Физика твёрдого тела Локализованные состояния " Периодичность решетки может вар аться в обширных областях, у внешних поверхностей или у внутренних поверхвостей раздела, вдоль линий дислокаций или около отдельных узлов решетки. Соответственно различают трехмерные, двумерные, одномерные и нульмерные дефекты кристаллической решетки. В этой главе мы будем интересоваться нульмернымн точечными дефектами структуры) кристалла (или дефектами кристаллической решетки ) и их влиянием на свойства твердого тела. [c.67] Наиболее важные точечные дефекты структуры кристалла — это химические примеси, вакантные узлы решетки (вакансии), внедренные в междоузлия) атомы. Общей характерной чертой для них является способность связывать и высвобождать электроны. Таким образои, они создают в решетке локализованные состояния. [c.67] В этой главе мы рассмотрим такие локализованные состояния со следующих точек зрения. [c.67] Параграф 14 мы начинаем с исследования влияния точечных дефектов структуры кристалла па зонную модель. Оказывается, что делокализованные состояния зоны и локализованные состояния, связанные с дефектами, можно рассматривать совместно в одной схеме энергетических зон. [c.67] Зонная теория заранее предполагает строгую периодичность структуры решеткн. Эта периодичность нарушается дефектами. В этом параграфе мы рассматриваем отдельный дефект в периодическом в остальных отношениях нотенцпале. [c.68] Дальнейшее преобразование становится возможным, только если ограничить число блоховских функций, использованных для построения волнового пакета. [c.70] В качестве первого ограпичення воспользуемся только функциями зоны проводимости. Это молшо сделать, если энергия, с которой электрон связан в дефекте, мала по сравнению с энергией, с которой валентный электрон связан в решетке (ширина энергетической щели Ев). В противном случав следует учитывать также блоховские функции валептной зоны. Дефекты, к которым эти ограничения могут быть применимы, называются мелкими, примесями. Данное условие выполняется для большинства допоров. Дефекты, энергия связи которых сравнима с Ео, действуют как ловушки и центры рекомбинации ( 20). Энергии связи важнейших доноров в Се и 81 составляют менее 1 % от ширины запрещенной зовы. [c.70] Собственные функции для возбужденных состояний легко можно получить подобным образом. [c.72] Волновой пакет ограничен в к-пространстве областью с радиусом порядка I/oq. в Si п Ge это составляет лпшь песколько процентов среднего радиуса зоны Бриллюэна. [c.72] Результаты (2.12) и (2.14) наводят иа мысль, что на (к)-диа-грамме зонной модели следовало бы представить донорные уровни, как дискретные состояния под минимумом зоны проводпмости. Ширина уровня [определяемая на основании (2.14)] также может быть показана на диаграмме, как мера концентрированности волнового пакета (2.7) в к-пространстве. Это показано на рис. 18 для рассматривавшегося до сих пор случая атома — донора в полупроводнике с изотропным параболическим минимумом зопы проводимости. [c.72] Здесь 7П — продольная, а т, — поперечная массы (обратная кривизна параллельно я перпендикулярно большой оси этих эллипсоидов). [c.73] До сих пор мы ограничивали свое внимание мелкими донорами. Соответствующее уравнение эффективной массы (2.11) может быть сформулировано для мелких акцепторов (замена электронов в зоне проводимости дырками в валентной зоне). Тогда F(г) —огибающая функция волнового пакета, построенного из состояний валентной зоны. Кулоновский спектр (2.12) состоит из серии энергетических уровней, которые лежат над валентной зоной. [c.74] Вернуться к основной статье