Состояния примесные

Распределения плотности состояний в пленках аморфного кремния, не содержащих (а-51) и содержащих (а-5 Н) водород, показаны на рис. 5, в. Сравнивая этот рисунок с рис. 4, г, можно увидеть, что даже в аморфном кремнии, содержащем водород, хвосты валентной зоны, зоны проводимости, а также зона разрешенных состояний в середине запрещенной зоны перекрывают друг друга, образуя непрерывное по энергии распределение локализованных состояний в запрещенной зоне. Однако плотность этих состояний во много раз меньше плотности локализованных состояний аморфного кремния, не содержащего водород. В аморфном кремнии, содержащем водород, плотность состояний примесных (донорных или акцепторных) уровней в запреш,енной зоне выше, чем обусловленных дефектами. В этом случае электрофизические свойства пленок аморфного кремния определяются видом и количеством введенной примеси. [c.14]

С открытием лазеров как источников коротких импульсов излучения в оптическом диапазоне электромагнитных волн появилась возможность наблюдения фотонного эха [67], являющегося оптическим аналогом спинового эха, а также свободного распада электронной поляризации [68] и других эффектов [69-71], обусловленных сложением фаз, т. е. когерентностью атомного ансамбля. Как мы увидим ниже, эволюция во времени недиагональных элементов матрицы плотности примесного центра определяет свободное затухание поляризации, различные типы фотонного эха и некоторые другие нелинейные явления. Эти эффекты получили название переходных. Их можно наблюдать лишь после возбуждения образца достаточно короткими световыми импульсами. Среди переходных эффектов наибольший интерес в настоящее время вызывает фотонное эхо, превратившееся в главный инструмент для исследования фазовой и энергетической релаксации электронных состояний примесных центров в твердых растворах. Достижениям теории в области описания фотонного эха и посвящена в основном данная глава. [c.195]

Для определенности будем теперь рассматривать ДУС только в основном электронном состоянии примесной молекулы. Пренебрегая в (18.19) оптическими переходами, т. е. полагая 1/Ti = Ааь = Ла,з = О, приходим к следующей системе уравнений [c.278]

Здесь Н—, Mt и — электронные матричные элементы для поглощения и излучения фотонов Но я Н — колебательные гамильтонианы основного и возбужденного электронных состояний примесного центра, описываемого в адиабатическом приближении Борна Оппенгеймера у — оператор затухания возбужденного электронного состояния, — сопряженный с Р , оператор, [c.329]

Если зависимости Ед, (... дх ) и Еа, ( Яу. ) для начального и конечного электронного состояния примесного иона, между которыми происходит оптический переход, сильно отличаются друг от друга (в смысле различия Ухв), то и значения нормальных координат, соответствующих минимуму функций Е, , также значительно отличаются друг от друга. Таким переходом Хх —> 2 будут соответствовать широкие полосы, в противном случае (равенство или приближенное равенство следует ожидать, что ширина полосы в рассматриваемом приближении будет очень мала (узкая полоса). Другими словами, существуют электронные переходы 2, в результате которых ионы в кристалле значительно смещаются из своих положений равновесия (широкие полосы), и переходы х —> а, в результате которых положения равновесия почти не меняются (узкие полосы). Качественным критерием, определяющим ширину полосы, могут служить величины [c.64]

Какие же сведения о состоянии примесного иона в кристаллической решетке и его взаимодействии с окружением могут быть получены путем изучения ЭПР [c.74]

Нередко интерес вызывает определение валентного состояния примесных ионов. Наблюдения ЭИР обычно позволяют легко определить число <1- или Г-электропов парамагнитного иона. Достаточно напомнить следующие особенности парамагнитного резонанса. Во-первых, вид спектра н [c.75]

Предположим сначала, что атомные состояния примесного иона достаточно сильно отличаются от состояний иона основного кристалла. Тогда можно ожидать, что примесное состояние лежит между энергетическими зонами чистого материала и вычисляется на основе приближения сильной связи. Действуя в духе приближения сильной связи, мы будем искать волновую функцию примесного состояния в виде волновой функции свободного иона. Энергия же этого состояния будет сдвинута вследствие влияния кристалла, в который этот ион внедрен. Сдвиг энергии обусловлен действием на примесный ион потенциалов соседних ионов, так как последние [c.190]

Измерение вероятности М. э. и её зависимости от темп-ры позволяет получить сведения об особенностях вз-ствия атомов в тв. телах и о колебаниях атомов в крист, решётке. Измерения, в к-рых используется М. э., отличаются высокой избирательностью, т. к. в каждом эксперименте резонансное поглощение наблюдается только для ядер одного сорта. Это позволяет эффективно применять М. э. в тех случаях, когда атомы, на ядрах к-рых наблюдается М. э., входят в состав тв. тел в виде примесей. М. э. используется для исследования электронных состояний примесных атомов в металлах и полупро-водниках и для изучения особенностей колебаний примесных атомов в кристаллах. М. э. применяется в биологии (напр., исследование электронной структуры гемоглобина), в геологии (разведка и экспресс-анализ руд), для целей хим. анализа, для измерения скоростей и вибраций. М. э. наблюдается для 73 изотопов 41-го элемента самым лёгким среди них явл. самым тяжёлым — Аш. [c.407]

Вместо минимума здесь наблюдается монотонное уменьшение удельного сопротивления (см. рис. 5.30). В этом сплаве основной компонент, родий, имеет -зону, поэтому -состояния примеси (железа) не могут считаться локализованными. Однако флуктуации плотности спина усиливаются вблизи примесных атомов и магнитные свойства сплавов сходны со свойствами сплавов Кондо. Примесный вклад в удельное сопротивление аналогичен вкладу от эффекта Кондо, а положительный температурный коэффициент является главным образом следствием сходства между атомами железа и родия и, в частности, между их -зонами [11]. [c.196]

Точечные дефекты в ионных кристаллах оказывают большое влияние на электропроводность. Электропроводность щелочно-галоидных кристаллов обусловлена движением заряженных точечных дефектов — вакансий, междоузельных собственных или примесных ионов. Поэтому ее называют ионной проводимостью. Изучение ионной проводимости позволяет получать информацию о концентрации и состоянии точечных дефектов. [c.94]

Энергия ионизации примесного атома Ed (выраженная в эВ) равна по модулю энергии основного состояния (и=1) [c.238]

Учитывая, что в германии е=16, а т =0,25т, получаем для энергии ионизации примесных атомов V группы d 0,01 эВ. В кремнии, где e =12, а т 0,4т, энергия ионизации должна быть примерно 0,04 эВ. Таким образом, достаточно весьма незначительной энергии, чтобы перевести пятый электрон из связанного состояния в свободное , т. е. в зону проводимости. Примеси, которые поставляют свободные электроны, называют донорными. В табл. 7.2 приведены измеренные значения энергии ионизации доноров в кремнии и германии. Они достаточно хорошо согласуются с расчетными значениями Ed. [c.238]

Из формул (7.110) и (7.114) следует, что наряду с основными примесными уровнями в запреш,енной зоне существуют возбужденные примесные состояния, соответствующие значениям квантового числа п=2, 3, 4,. .. Они располагаются выше основного донорного состояния или ниже основного акцепторного (рис. 7.13). [c.239]

Плотность поверхностных уровней в трехмерном кристалле определяется числом одномерных цепочек атомов, выходящих на единичную площадь поверхности. Она достигает величины 10 — 10 см . Кроме рассмотренных нами уровней, называемых уровнями Тамма, существуют поверхностные состояния, связанные с дефектами, выходящими на поверхность, адсорбированными примесными атомами, и т. п. Их концентрация зависит от условий о б-работки поверхности. [c.242]

Здесь N — эффективная плотность состояний в зоне проводимости, определяемая выражением (7.133) g — фактор спинового вырождения примесного уровня. Обсудим физический смысл величины g. Полное число примесных состояний в запрещенной зоне равно числу примесных атомов, т. е. равно A d в расчете на единичный объем кристалла, поскольку каждый атом может отдать [c.252]

Изучение спектров поглощения дает обширную информацию о структуре энергетических зон твердых тел, примесных и дефектных состояниях, колебаниях решетки. [c.313]

Выше было показано, что для кристаллического твердого тела, обладающего идеальной периодичностью, плотность состояний на краях зон резко уменьшается до нуля. Вторым важным следствием периодичности является то, что состояния не локализованы в пространстве, т. е. волновая функция распространяется по всей решетке. Локальные нарушения периодичности, связанные с введением в кристалл атомов примеси пли дефектов, приводят к появлению отдельных разрешенных состояний в запрещенной зоне. В отличие от зонных состояний эти состояния локализованы в пространстве, т. е. электрон, находящийся в области одного из примесных центров, не расплывается по другим центрам. Его волновая функция экспоненциально спадает до нуля, т. е. остается локализованной. [c.356]

Аморфные диэлектрики в виде тонких пленок находят широкое применение в микроэлектронике. Во многих таких диэлектриках,, так же как и в аморфных полупроводниках, проводимость (весьма незначительная ) осуществляется путем перескоков из одного локализованного состояния в другое. Энергия активации этого процесса значительно ниже, чем энергия активации примесной проводимости в кристаллических диэлектриках. [c.371]

Экситон можно рассматривать как возбужденный электрон , который все время остается вблизи дырки. При определенных условиях, например при столкновении экситона с примесным атомом, возможна рекомбинация экситона (рекомбинация электрона и дырки) и, как следствие, освобождение энергии возбуждения. Энергия освобождается также при переходах экситона из возбужденных состояний ( >1) в основное (л=1). Таким образом, экситоны являются своеобразными аккумуляторами энергии , способными переносить энергию от одних точек кристалла к другим. Именно это свойство и предопределяет важность участия экситонов в различных процессах. [c.152]

Рекомбинация идет в основном через примесные состояния, поэтому в (7.3.2) описывает концентрацию соответствующих примесных цент- [c.175]

Метод Р, с, в. используется для исследования структуры ТОНКИХ приповерхностных слоёв монокристаллов, деформированных в результате выеш. воздействий (диффузии примесей, ионной имплантации, эпитаксиального наращивания плёнок разл, состава и т. д.). Этим методом изучают также структурное состояние примесных атомов в кристаллах и адсорбиров. слоёв на его Поверхности, определяют степень аиорфизации приповерхностных слоёв, измеряют разбухание кристал-лич. структуры, приводящее к сдвигу атомных плоскостей по сравнению с исходным положением на малые доли ангстрема. [c.364]

Здесь Пь и Г2а — частоты фононов и туннелонов в возбужденном и соответственно основном электронном состоянии примесного центра. Система уравнений (15.26) содержит частоты лазерных мод в функции поля Е г, t). [c.207]

Подводя предварительные итоги результатов работ по компьютерному моделированию структурного и химического состояния примесных систем на основе Ш-нитридов, можно заключить, что при легировании кристалла изо- и гетеровалентными примесями может происходить реконструкция состояния дефекта с образованием глубоких примесных ОХ-, АХ-центров. Процесс реконструкции сопровождается изменением зарядового состояния примеси и значительными релаксационными сдвигами инородного атома. Образующаяся в окружении дефектов атомная конфигурация может рассматриваться как фрагмент промежуточной структуры между структурой матрицы и структурой стабильной бинарной фазы, которую образует элемент замещения с координирующими его атомами. [c.59]

Авторы [13] полагают, что величина локальных возмущений электронных состояний матрицы, обусловленных наличием изолированной примеси (М), коррелирует с энтальтшей образования соответствующего ТР. Тогда заселение антисвязывающих состояний примесной системы (т. е. уменьшение ЗС примесь—матрица) приводит к росту энталыши образования раствора (теплоты растворения) с соответствующим уменьшением растворимости данного элемента в 81зК4. [c.97]

В приведенном рассуждении не учитывается изменение поляризации самой кристаллической решетки при возбуждении примесей, что оправдано для жестких сегнетоэлектриков. Изменение спонтанной поляризации связывается Леванюком и Осиповым с изменением поляризуемости, а не зарядового состояния примесного центра, как это предполагает Джонстон Г9]. [c.310]

Начнем с гамильтониана системы. Введем базисные локализованные состояния / ) примесного атома в кристаллической решетке. В качестве волновых функций этих состояний можно взять, например, так называемые функции Ваннье [92] (Pi r) = где а — индекс примесонной зоны, а вектор 1 определяет центр области локализации примесного атома в междоузлии. Гамильтониан примесей в представлении вторичного квантования имеет вид [c.412]

Левдином было показано [141], что функции (5) взаимно ортогональны и нормированы. Волновую функцию любого состояния примесного центра представим в виде [c.40]

Рассмотрим случай, когда состояние примесного центра онисывается одним слэтеровским детерминантом типа [c.45]

В заключение перечислим ряд вопросов, которые, на наш взгляд, представляют интерес для более глубокого понимания механизма взаимодействия примесного иона с кристаллическим окружением, а такя е для получения информации о локальной симметрии, дефектности, валентном состоянии примесного иона в решетке. [c.66]

Как отмечалось в задаче 2 к предыдущему параграфу, для применимости закона Видемана — Франца необходимо, чтобы рассеяние электрона на примесном центре было упругим. Это обусловливается больщой массой примесных центров по сравнению с массой электрона. Кроме того, необходимо, чтобы энергия первого возбужденного состояния примесного центра была велика по сравнению с Т. [c.88]

Из формулы (1.8) следует сильная зависимость потерь на излучение от порядкового номера элемента. Поэтому даже небольшое количество тяжелых примесей способно резко ухудшить энергетический баланс системы и охладить плазму. Особенно сильным будет влияние приь5есей при сравнительно низких температурах (Те<10 К) из-за вклада в излучение процессов радиационной рекомбинации и высвечивания возбужденных состояний примесных ионов. Следовательно, большое внимание должно быть уделено материалам, из которых изготовлены стенки реактора. [c.15]

Фотопроводимость. Внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, — это явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока под действием освещения. В простейшем случае собственного полупроводника излучение возбуждает валентные электроны в зоне проводимости, где они находятся в свободном состоянии и могут участвовать в процессе переноса заряда. Вклад в прО Зодимость дают также возникаюш,ие в валентной зоне дырки. В примесном полупроводнике -типа кроме собственного фотоэффекта возможно еще возбуждение электронов из связанных состояний на донорных центрах в зону проводимости. Аналогичным образом в полупроводниках р-типа возможно возбуждение электронов из валентной зоны на акцепторные уровни, создавая тем самым подвижные дырки. Характерно, что в обоих случаях" примесной фотопроводимости в кристалле генерируются свободные носители только одного знака. Так же, как и внешний фотоэффект, фотопроводимость проявляется в однородном материале в присутствии внешнего электрического поля. [c.346]

Здесь п — полная концентрация электронов Ап( с) — концентрация электронов в зоне проводимости. Из рис. 11.11 и выражения 11.15) следует, что примесную проводимость можно получить, если каким-либо способом удастся снизить плотность состояний в запрещенной зоне. Второй путь — ввести в полупроводник большое количество примесных атомов так, чтобы перекомпенсировать дефектные состояния. Все это, разумеется, возможно при условии, что примесные атомы образуют донорные (или акцепторные) уровни в запрещенной зоне. [c.365]

Зависимость электропроводности аморфного кремния от дозы облучения приведена на рис. 11.13. Видно, что пока доза облучения не превышает некоторого порогового значения, резкого увеличения электропроводности не наблюдается. При этом практически все электроны с донорных примес- ных уровней переходят на локализованные состояния вблизи р-Лишь после того как все эти состояния будут заполнены, начинает доминировать примесная проводимость, связанная с забросами электронов из донорной зоны в зону проводимости. Аналогичная ситуация имеет ме сто в аморфном гер-мании. в [c.367]

Халькогенидные стеклообразные полупроводники менее чувствительны к введению в них примесей. Это связано с особеннностя-ми химических связей в этих материалах. В то же время исследования последних лет дают основание говорить о возможности изменять спектр локальных состояний в запрещенной зоне этих полупроводников путем введения примесных атомов. [c.367]

Широкое распространение приобрели так называемые пленочные поляризаторы (поляроиды), созданные в 20-х гг. нашего столетия. Если полимерную пленку, состоящую из длинных линейных. макромолекул, в нагретом и размягченном состоянии подвергнуть механическому растяжению в определенном направлении, то молекулы полимера ориентируются длинными осями вдоль направления растяжения и плепка становится анизотропной. Если при этом в полимере растворено вещество, молекулы которого анизотропны по форме (лучше всего, если они тоже линейны) и обладают высоким дихроизмом, то упорядоченная среда макромолекул полимера, образующаяся при растяжении, ориентирует эти примесные молекулы. Пленка становится поляризатором света. Таким способом получают поляроиды высокого качества (степень поляризации прощедшего света — 99,99 %) и достаточно большого размера с угловой апертурой, равной 180°. [c.39]

Если в чистом полупроводнике можно получить вырожденные электронный и дырочный газы лишь за счет значительного нарушения равновесия, то в примесных полупроводниках этого можно достичь и в равновесном состоянии. Равновесный выроледенный газ электронов проводимости может быть реализован в полупроводниках п-типа, а равновесный вырожденный газ дырок — в полупровод- [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...