ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетические уровни примесей и дефектов из "Физика и химия твердого состояния" Рассмотрим теперь, как изменяется схема энергетических уровней идеального кристалла, если в нем имеются дефекты. [c.239] Наиболее простым дефектом является примесный атом пятой или третьей группы таблицы Менделеева, Рассмотрим, например, атом мышьяка в германии. Мышьяк имеет пять валентных электронов. Для реализации ковалентной связи с ближайшими соседними атомами кремния требуется четыре электрона пятый электрон связан положительным зарядом иона. В этом связанном состоянии электрон обладает более низкой энергией, чем электрон, находящийся в зоне проводимости. При высокой температуре под влиянием тепловых колебаний связанный электрон может отрываться от иона мышьяка и перемещаться как свободный электрон иными словами, электрон может перейти в зону проводимости. Такого рода примеси или дефекты кристаллической решетки называют донорами. В основном состоянии они нейтральны, а при возбуждении дают положительно заряженный ион и один свободный электрон. [c.239] Важно знать, какая наименьшая энергия необходима для освобождения электрона с донорного уровня и перемещения его в зону проводимости. [c.239] Энергетические уровни расположены вблизи верхнего края валентной зоны (см. рис. 101). [c.241] Примесь элементов, не принадлежащих к третьей и пятой группам, в кристаллах элементов четвертой группы дает более сложную картину. Как показывают опыт, а также качественное и теоретическое рассмотрение [61, присутствие атомов таких элементов, как золото, железо, медь и т. п., приводит к образованию нескольких энергетических уровней в запрещенной зоне. При этом некоторые энергетические состояния соответствуют донорам, а другие — акцепторам. [c.241] Наряду с примесными дефектами в кристаллической решетке полупроводников существуют и дефекты другого рода. Это дислокации и тепловые дефекты, возникающие при резком охлаждении полупроводников. На макроскопических неоднородностях решетки, какими являются поверхность или границы зерен и т. п., также возникают локализованные состояния электронов, которые проявляются преимущественно как акцепторы (см. гл. IX). [c.241] Дефекты кристаллической решетки часто ведут себя не только как доноры и акцепторы, но и как центры рекомбинации или ловушки электронов и дырок (см. ниже). [c.241] Вернуться к основной статье