Amorf és üveges félvezetők - fizikai enciklopédia
Amorf és üveges félvezetők - és amorf, üvegszerű anyagot tulajdonságokkal rendelkeznek a félvezetők. A. és. f. jellemző az alacsony és hiányzik a hosszú távú rendezettséget (lásd. a Far és a rövid távú rendezettséget).
A. és. n. A összetétele és szerkezete osztva kalkogenid, oxid, szerves tetra-rhombohedrális. Naib. Azt vizsgálták részletesen kalkogenid üveg (CSM) és a bázikus tetraéderes paraméter (STEP). CSM DOS-ban. vagy olvadék hűtés vagy vákuumban végzett bepárlással. Ez magában foglalja a Se és Te, valamint két- és többkomponensű ötvözetek üveges kalkogenidek (szulfidok, szelenideket, telluridok in) december fémek (pl, A-S -. Se, As- -Ge-Se-Te, As-Sb-S-Se, Ge-S-Se, Ge-Pb-S). STEP (amorf Ge és Si) kapott gyakran a porlasztást bomlik. vagy disszociációs hidrogén atmoszféra tartalmazó gázt (különösen, SiH4 és GeH4) egy nagyfrekvenciás kisülés.
Jellemzők A. és. n. energetich társított funkciókat. elektron spektrumát. A jelenléte energetich. nak a magas és alacsony sűrűségű elektron állapotok - következtében a rövid távú rendezettséget. Ezért beszélhetünk feltételes nekristallich sáv szerkezetét. anyagok (lásd a. sáv elmélet). Azonban razuporyado mágnesezettség-struktúrát ad okot, hogy kiegészítse. megengedett elektronikus államok sűrűség-ryh esik mélyen a tiltott terület, alkotó „farok” az állapotsűrűség (1A.).
Ábra. 1. reakcióvázlat Az energia-spektrum CGS As2 Se2. Region lokalizált állapotok árnyékolják. - határ menti régióknak a nagy sűrűségű államok - tiltott terület a mobilitás.
Elektronállapotok a „farok” vannak osztva lokalizált és delokalizált (vezető). Éles határok között ezek az államok nevezik széleit mobilitás (és ábra. 1), a közöttük lévő távolság hívják. sávú (vagy rés) a mobilitás (cm. rendezetlen rendszerek).
Elektromos vezetőképesség. Maxima miatt szerkezeti hibák fordulhatnak elő a rés és átfedik egymást, csakúgy, mint a „farok” (ábra. 1b, c). Ennek megfelelően a három mechanizmus vezetés, to- túlsúlyban bomlik. hőmérséklet tartományok: a) transzfer töltéshordozók. Izgatott a mobilitás szélén, a Delocque-lizov. államok. Így statikus. vezetőképesség egy széles hőmérséklet-tartományban határoztuk meg az expressziós. ahol - a Fermi energia. b) Az ugráló közlekedési töltéshordozók, gerjesztett lokalizálódik. állami széleihez közel a mobilitás (pl. a státusz és a kettő között). Ebben az esetben,
ahol W jelentése az energia aktiválását a folytatásban 10 ohm -1 cm -1. c) átadása hopping hordozók lokalizálja a. államok közeli távolság növekvő csökkenő T:
Mechanizmusai „a” és „b” a jellemzőbbek a CSM, az esetben „a” - a szakaszban. Ugráló fuvarozó látható a gyenge függés a vezetőképesség a váltakozó áram a sebesség-ry; Attól függően, hogy a frekvencia; ellenkező jelek termoedc és Hall-effektus.
A mobilitás a töltéshordozók alacsony (10 -8 -10 -5 cm 2 V -1 s -1) és intenzitásától függ az elektromos. mező és a minta vastagságát, hogy társítani vagy több rögzítési hordozók lokalizálja tovább. állami eloszlású meghatározva. törvény vagy ugráló közlekedés.
A legtöbb CVS s értékek és az aktiválási energia szinte független a természet és a szennyeződések koncentrációja (idegen atomok mutatnak max. Valcncy adva minden vegyérték elektronok a kovalens kötések képződését a DOS. Atomok). Azonban a szennyező átmeneti fémek (Ni, Mo, W, Fe) szennyező okozhat megjelenése vezetőképesség (erőteljes növekedése, ábra. 2). Feltételezzük, hogy ez biztosítja d-elektronok, to- nem tud részt venni a kovalens kötések képződését. Lépés kapcsán, különösen az amorf Si, hatékonyan kezeli atomok adalékolt P és B,
Ábra. 2. függése vezetési amorf félvezetők szennyeződések koncentrációjának átmeneti fémek.
Ábra. 3. Az áram-feszültség jellemző üveges kalkogenid félvezető egy „kapcsolási hatást.”
Sok CGS jellemző kapcsolási hatás - gyors (
10 -10 s) reverzibilis átmenetet a nagy ellenállású állapotába (ábra. 3, 1) az alacsony ellenállású (2) hatására erős elektromos. mező> = 10 * 5 cm-1. Ez annak köszönhető, hogy injekció elektronok és a lyukak a kapcsolati és delokalizációjával elfogott töltéshordozók és a növekedési ütem a csipet-ry áram (lásd. A jelenlegi filamentációt) .A néhány mintát CGS kis ellenállású állapot megmaradjon tartósan, és hogy visszatérjen a nagy ellenállású állapotába át kell haladnia a minta rövid idő alatt. áramimpulzus. Ez a hatás okozza a részleges kristályosodás memória CSM a jelenlegi húr.
Sok A. és. n. CGS különösen elektronikus Államok a sávban rés polaronok kis sugarú. Kitöltése ilyen állapot kíséri eltolódása szomszédos elektron rács atomok, ami a különbség a kapott értékek a mérések interband abszorpciós és vezetőképesség aktiválási energia.
Optikai tulajdonságok. Él DOS. A fényelnyelési és c. n. 3-nak része. A nagy együttható értékeket. abszorpciós 10> 4 cm-1. való függése a frekvencia :. ahol B
10 5 -10 6 eV -1 cm -1. - optikai sávú. 1,0 cm -1
A legtöbb A. és n. Figyelhető eszközökkel. fényvezető. ahol L - a fény intenzitása; 0,5 [N [1,0. A spektrális eloszlás csúcsot és ferde hosszúhullámú ág; függőség maximum a területen, ahol a T.
, és hogy ha csökkentjük a sebességet ry exponenciálisan csökken elején, majd tovább fokozatosan. Jellemzők magyarázza „ragadt”, és a rekombináció a nem egyensúlyi hordozók helyi központok, folyamatosan elosztott energia egy adott (pl exponenciális) jog. A CSM megfigyelt számos jellegét. jelenségek, pl. csökkenése gerjesztés lumineszcencia, ami korrelál a jelenségek photoin-. elektron paramágneses. rezonancia (EPR), és photoin-. könnyű felszívódását. Ezek a funkciók jelenlétével magyarázható töltéssel. hibák to- alacsony hőmérsékleten és semleges fény válnak paramágneses.
Amorf szilícium. Lépés Naib, tanulmányozták hidrogél-nizirov. amorf Si. Hidrogén „gyógyít” lógó kötések Si, ezáltal csökkentve a sűrűsége a locale-hívást. államokban az sávú és lehetővé téve a dotáló, valamint a változó általános szerkezetét az egész komplexum Elektromos. és opt. tulajdonságait.
Gyakorlati alkalmazása A. és. n. változatosan. Mivel az átláthatóság a hullámhossz-tartományban a spektrum használt CGS Opt. műszer. A kombináció a nagy ellenállás és a nagy fényvezető használják elektrofotográfiát, továbbítására televíziós vidicon típusú csövek és előállítására fototermoplastich. képátalakító. váltás és memória hatás lehetővé teszi, hogy nagy sebességű kapcsoló és a memória tömb. Fotolegirovanie és átszármaztathatósági Fotostim-Muliro. Optikailag változásokat. használt tulajdonságoknak svetoregistriruyuschih környezetek holográfia és nonsilver fotókat. Stimulált ext. Hatása változás oldhatósága a CSM az alapja a fotó-elektron- és rentgenorezistorov, fotómaszkok, és mások. A filmek amorf Si és mások. STAGE ígéretes építeni napelemek. valamint létrehozására eff. elektrolumineszcens, elektrofotografich. eszközök vidicons et al. Képek átalakítók.
Lit.: NF Mott és EA Davis, az elektronikus folyamatok nem kristályos anyagok, transz. az angol. Vol. 1 -2, 2nd ed. M. 1982 Kostylev SA Shkut VA Elektronikus kapcsolási amorf félvezetők, K. 1978; Shklovskii BI, Efros AL elektronikus tulajdonságait adalékolt félvezetők, M. 1979 Üveges arzén-szulfid és ötvözetei, Kis. 1981 Electron elmélete rendezetlen félvezetők, M. 1981 Amorf félvezetők, ed. M. Brodsky, transz. az angol. M. 1982.