Встреча с полупроводниками

Ряд результатов, связанных с исследованием энергетического спектра электронов в металлах и в полупроводниках (в частности, с исследованием плазменной ветви спектра), был получен в последние годы с помощью так называемого метода дополнительных переменных [10] — [17]. Однако, в отличие от случая статистики Бозе [18], в применении к ферми-системам этот метод встречается с известными — именно для него специфическими — трудностями. Во-первых, дополнительное условие, появляющееся в связи с введением лишних переменных, осложняет исследование кинетических процессов с участием плазменных квантов. Во-вторых, связь бозе- и ферми-возбуждений, предполагаемая малой в работах [12] и [16], [17], фактически, по-видимому, таковой не является. Наконец, в третьих, логически не вполне удовлетворительным представляется искусственное введение предельного импульса плазменного кванта Ограничение возможных значений волнового вектора плазмона должно было бы не навязываться, а получаться само собой. В следующих параграфах мы увидим, что при решении задачи методом функций Грина естественные границы плазменного спектра действительно определяются из самой теории. [c.160]

Рекомбинация. Электроны в зоне проводимости полупроводника находятся в возбужденном состоянии и, следовательно, имеют конечное время жизни. При встрече они аннигилируют с дырками. Однако вероятность такой рекомбинации очень мала, потому что и электроны, и дырки движутся с большими скоростями и вероятность их нахождения в одном и том же месте пространства в один и тот же момент времени ничтожна. Поэтому главный путь рекомбинации осуществляется посредством захвата электронов (или дырок) примесными атомами. Захваченный электрон (или дырка) удерживается около примесного атома до тех пор, пока не аннигилирует с пролетающей мимо дыркой (или электроном). Этот механизм значительно более эффективен, чем прямая рекомбинация. Тем не менее вероятность рекомбинации посредством захвата также не очень велика и обычно обеспечивает сравнительно большую продолжительность жизни соответствующих носителей. В германии и кремнии продолжительность жизни носителей до рекомбинации имеет порядок 10" с. [c.355]

С напряжениями несоответствия приходится встречаться при получении окисных пленок на металлах и полупроводниках, при вы-раш,ивании эпитаксиальных слоев и т. д. В частности, для ориентированного роста пленок на кристаллических подложках необходимо, чтобы параметр решетки монокристалла подложки не отличался от параметра решетки материала пленки более чем на 14%. [c.85]

Приближенная количественная оценка показывает, что в диэлектрике с шириной запрещенной зоны 3 эВ концентрация свободных носителей заряда при комнатной температуре должна составлять j 2 10 м . При подвижности носителей Ыр 10 м /(В с) (100 см /(В с)) удельная электропроводность такого диэлектрика должна быть порядка 7 10 Ом х X м" (7-10 Oм см ). В действительности столь низкая электропроводность в диэлектриках не наблюдается из-за наличия в них примесей и дефектов, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне. Концентрация свободных носителей заряда в таких диэлектриках определяется фактически количеством и характером расположения донорных и акцепторных уровней в запрещенной зоне. У контакта же с металлом концентрация свободных носителей может существенно отличаться от концентрации в толще диэлектрика вследствие образования здесь слоев обогащения или обеднения. С подобным явлением мы уже встречались в гл. 8 при рассмотрении контакта металл — полупроводник. [c.272]

Рассеяние электронов на примесях в кристаллах. В качестве еще одного примера применения групповых разложений в квантовой кинетической теории, рассмотрим вывод кинетического уравнения для электронов, взаимодействующих с примесными атомами. Отметим, что электронно-примесные системы довольно часто встречаются в неравновесной статистической механике. Во-первых, во многих случаях проводимость металлов и полупроводников существенным образом зависит от рассеяния электронов на примесях, которые всегда присутствуют в кристалле. Во-вторых, электронно-примесные системы относительно просты и могут служить для иллюстрации и сравнения различных методов в теории необратимых процессов. [c.274]

Как видно из рис. 2.2 и формулы (2.4), величина р равна сопротивлению куба из данного материала с ребром, равным единице длины (предполагается, что ток проходит от одной грани куба к противоположной), умноженному ва единицу длины. В литературе встречаются и другие единицы для р электротехнических материалов, кроме ом-метра. Так. для электроизоляционных материалов и полупроводников нередко выражают р в ом-сантиметрах (Ом-см). Для проводниковых материалов часто выражают h в формуле (2.4) в метрах, а S — в мм отсюда получается единица для р — Ом-мм2/м или равная ей единица СИ мкОм-м, Соотношения указанных единиц — см. с. 13. [c.18]

В металле условие (12.8) никогда не нарушается. Даже при плотности тока 10 А/см и удельном сопротивлении 100 мкОм -см поле в металле составляет всего лишь 2 = р/ = 10 В/см. Следовательно, для а порядка 10 см величина еЕа имеет порядок 10 эВ. Энергия р равна нескольким электрон-вольтам, поэтому, чтобы условие (12.8) было нарушено, энергия еар(к) должна составлять всего 10 эВ. На практике столь малые ш,ели не встречаются нигде, кроме окрестностей точек вырождения двух зон, но и тогда лишь в чрезвычайно малой области -пространства вокруг такой точки. Типичные малые энергетические ш,ели имеют порядок 10" эВ, поэтому условие (12.8) выполняется с запасом в 10 раз. О нем следует заботиться лишь при рассмотрении диэлектриков и однородных полупроводников, в которых можно создать громадные электрические поля. Когда это условие нарушается, электроны могут под воздействием поля совершать межзонные переходы такой эффект называют электрическим пробоем. [c.223]

Интерес к металлоиду теллуру возрос во много раз со времени появления первого издания Справочника по редким металлам . Теллур высоком чистоты Б качестве полупроводника является важным элементом в быстро развивающемся теперь конструировании термоэлектрических приборов. Теллур был открыт Мюллером фон Рихенштейном в 1782 г. Название ему дал Клапрот от латинского слова tellus (земля) в 1798 г. По современным сведениям распространенность теллура вдвое меньше распространенности золота, с которым он часто встречается в природе. Таким образом, теллур является семьдесят пятым элементом по распространенности в земной коре его кларк равен 2-10 вес. %. [c.745]

Большое значение приобретает проблема получения гетероэпитаксиаль ных композиций разнообразных полупроводников с использованием i качестве подложек таких хорошо освоенных и сравнительно дешевы материалов, как монокристаллические кремний и германий. Особенно актуальна эта проблема для технологически сложных разлагающихся полупроводниковых соединений, для которых получение достаточно совершенных монокристаллов путем выращивания из расплава встречает принципиальные затруднения. Ее решение открывает путь к монолитной интеграции разнородных полупроводниковых материалов, что являете новым шагом в развитии полупроводникового приборостроения. Однакс при этом необходимо преодолеть ряд принципиальных трудностей в создании структурно совершенных гетерокомпозиций, обусловленных, прежде всего, существенными различиями в кристаллических решетках физико-химической природе составляющих гетеропару материалов. Дальнейшее развитие таких гибких низкотемпературных технологических про- [c.85]

Рассмотрим растекание носителей, накопленных на границе полупроводника. В этом случае время т необходимо определить как среднее г-ремя пробега носителя до встречи его с носителем противоположного знака и их рекомбинации. Поскольку, однако, все носители геометрически разделены в соответствии с их знаками, то время рекомбинации носителя определенного знака будет ограничиваться скоростью термогенерации носителей противоположного знака в той же точке полупроводника, т. е. [c.192]

Электронная электропроводность наиболее отчетливо наблюдается у металлов (у которых она азываегся также металлической электропроводностью) кроме того, она обнаруживается у углерода (в модификациях графита и аморфного углерода), у некоторых соединений металлов с кислородом и серой и ряда других веществ. Она характерна, главным образом, для проводников, а также для многих [полупроводников (так называемые электронные полупроводники, имеющие весьма важные приме/нения в современной технике) относительно реже она встречается у диэлектриков. У практически применяемых электроизоляционных материалов, особенно аморфных, а также жидких, в подавляющем числе случаев встречается ионная, иногда молионяая электропроводность. [c.22]

Обшие основы. В настоящее время предполагается, что ионная проводимость твёрдого тела тесно связана с типами дефектов решётки, которые встречаются в чистых полупроводниках. Эта идея впервые была выдвинута Френкелем >) и была поддержана последующими работами наиболее основательное исследование возможных типов дефектов решётки было проведено Шотки и Вагнером ). Мы начнём с рассмотрения их работы. [c.575]

В тщательно приготовленных образцах аморфных кремния и германия характер расположения атомов довольно точно соответствует модели тетраэдрического стекла ( 2.8). Обсудив ряд теоретически предсказываемых свойств моделей с такой структурой ( 11.3), естественно задать себе вопрос — действительно ли эти свойства обнаруживаются на опыте Главный вопрос здесь в том, будет ли такой материал полупроводником или металлом. Чтобы поставить этот вопрос более драматически, сформулируем его так допустим, что материал с такой структурой не встречается на Земле, но полагают, что он существует на Марсе какими предсказаниями теория могла бы снабдить космонавта, чтобы помочь ему отыскать этот материал [c.534]

Амфотерные примесные центры третьего типа — диссоциативные — встречаются чаще всего в элементарных полупроводниках. Из общих соображений ясно, что для равновероятного размещения примесного атома в узле и междоузлии требуются примерно равные энергии их введения в обе позиции. Однако вычисление этих энергий наталкивается на ряд трудностей, связанных прежде всего с различием взаимодействий примесного атома с окружающими атомами кристалла. В узле примесный атом вступает в химическую связь с окружающими атомами кристалла. В междоузлии же электроны окружающих атомов лищь отталкивают электроны примесного атома и поэтому химических связей между атомами окружения и примесным центром не возникает. [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...