Носители механизм рассеяния

В общем случае температурная зависимость подвижности носителей заряда в полупроводниках определяется тремя механизмами рассеяния носителей рассеянием на тепловых колебаниях атомов решетки, на ионизованных примесях и на дефектах. [c.130]

Естественно, что вклад различных механизмов рассеяния в суммарное времй релаксации зависит от температуры кристалла. По мере изменения энергии носителей заряда роль одних механизмов рассеяния уменьшается, а других возрастает. Поэтому характер движения носителей заряда под действием внешнего поля зависит от того, какой из механизмов рассеяния является преобладающим в данном интервале температур. При очень низких температурах в выражении (391) можно учитывать только рассеяние на нейтральной примеси, точечных дефектах и дислокациях. С повышением температуры роль этих механизмов уменьшается по сравнению с рассеянием на ионах примеси. При высоких температурах доминирующим становится рассеяние на фононах. Поэтому можно считать, что подвижность носителей в зависимости от температуры, согласно формулам (446) и (448), будет определяться соотношением вида [c.251]

В общем случае величина а Т. т. зависит от механизма рассеяния носителей заряда, к-рое может происходить на тепловых колебаниях атомов (ионов), нейтральных и заряженных собств. и примесных точечных дефектах, линейных, поверхностных и объемных дефектах кристаллич. решетки. В случае металлов а имеет электронную природу и подчиняется закону Ома. Для металлов характерно уменьшение а с т-рой. В отличие от металлов у полупроводников с повышением т-ры а увеличивается вследствие значит, возрастания концентрации своб. носителей заряда. В диэлектриках осн. носители заряда-ионы, вследствие чего а сопровождается переносом в-ва. Электронная проводимость диэлектриков возникает лишь при высоких электрич. напряжениях, близких к пороговым и соответствующих пробою. Как и в полупроводниках, о возрастает с повышением т-ры. [c.502]

При низких температурах (порядка единиц — десятков градусов Кельвина), когда тепловые колебания не оказывают существенного сопротивления движению электронов, в полупроводниках наблюдается другой механизм рассеяния носителей, а именно на ионизованных примесях. В отличие от нейтральных примесных центров примесные ионы создают вокруг себя достаточно сильное электрическое поле, искривляющее траектории движения электронов. Задача о таком виде рассеяния аналогична задаче о рассеянии а-частиц на атомах решетки, решенной Резерфордом. Так как при понижении температуры скорость движения электронов уменьшается, время, проводимое им в окрестностях примесного иона, возрастает и соответственно усиливается рассеяние и уменьшается подвижность. Теория такого рассеяния дает зависимость [c.194]

Важным обстоятельством, обеспечивающим плодотворное взаимное влияние физики и химии полупроводников, оказалась возможность суждения о природе химической связи в твердых телах на основании результатов исследований электрических свойств (электропроводности а области собственной проводимости, ширины запрещенной зоны, механизма рассеяния носителей тока и т. д.). [c.6]

Подвижность носителей тока, второй важный параметр полупроводника, характеризует движение электронов в электрическом поле, и определяется механизмом рассеяния носителей тока. В полупроводниках носители тока рассеиваются как на тепловых колебаниях решетки, так и на примесях (дефектах структуры). Таким образом, величина подвижности, грубо говоря, является характеристикой чистоты материала в тех случаях, когда максимальная подвижность уже получена экспериментально на других образцах этого же вещества или когда она известна теоретически. Подвижность носителей тока имеет размерность см 1в сек. [c.59]

Большее значение шг, возможность работать с малыми уровнями мощности указывают на чувствительность установки. Достаточно относительно малого числа носителей, чтобы резонанс можно было детектировать. Эта установка была использована для исследования механизмов рассеяния, а также ионных параметров полупроводников. [c.92]

Интерес к термомагнитным эффектам обусловлен тем, что их величина, знак и зависимость от температуры определяются энергетическим спектром полупроводника и механизмом рассеяния носителей тока. Термомагнитные эф кты очень чувствительны к характеру взаимодействия носителей тока с кристаллической решеткой. [c.52]

При очень низких температурах, когда атомы примеси еще ве ионизированы, основную роль играет рассеяние на нейтральных примесях. Рассеяние носителей заряда на нейтральных атомах примеси можно приближенно рассматривать как рассеяние медленных электронов с массой /п на атоме водорода, погруженного в среду с диэлектрической постоянной %. Время релаксации для этого механизма [c.250]

До сих пор мы имели дело с механизмами образования дефектных структур, в которых донорные или акцепторные уровни являлись примесными, а вакансии отражались на механических свойствах, на рассеянии носителей и т. д., но обычно не создавали донорных и акцепторных уровней. [c.556]

Во-первых, рассеяние на ионизированных примесях при относительно низких температурах. Механизм аналогичен рассеянию а-частиц в опытах Резер рда. С увеличением скорости движения электронов эффективность рассеяния уменьшается, а длина свободного пробега растет и вместе с ней подвижность. При рассеянии носителей тока на ионах примеси подвижность меняется по закону и — [c.31]

На основе изложенных представлений легко интерпретировать график на рис. 13. Кривая 1 с участком уменьшения проводимости включает область истощения примесных носителей тока, когда преобладает тепловой механизм их рассеяния. Электропроводность снижается с температурой за счет падения подвижности при практически постоянной концентрации носителей тока. С наступлением собственной проводимости электропроводность снова растет из-за увеличения концентрации носителей тока. Кривая же 2 показывает, что в области истощения примесных носителей в основном происходит рассеяние на ионах примеси, а потому с повышением температуры проводимость продолжает расти. [c.32]

Для кристаллов, в которых имеются носители тока только одного типа (т. е. либо свободные электроны, либо дырки), эффект Холла и термоэлектродвижущая сила однозначно связаны с концентрацией носителей тока. Более того, по знаку этих эффектов можно определить, какие носители тока, электроны или дырки, участвуют в электропроводности. Величина проводимости (а) зависит как от концентрации, так и от подвижности (v) носителей. Поэтому, комбинируя результаты измерений проводимости и эффекта Холла или термоэлектродвижущей силы, можно вычислить значения подвижностей. Величина подвижности лимитируется разного рода процессами рассеяния рассеянием на акустических и оптических колебаниях кристалла (решеточное рассеяние) и рассеянием на дефектах (примесное рассеяние). Рассеяние каждого типа по-разному зависит от температуры. Следовательно, анализируя температурную зависимость подвижности, можно найти доли рассеяния по разным механизмам и, что особенно интересно для нас, вклад примесного рассеяния. Примесное рассеяние наиболее сильно на заряженных дефектах, причем чем больше заряд, тем оно сильнее. Таким образом, тщательный анализ этого явления дает возможность получить информацию не только о наличии примесных дефектов, но и об их заряде. [c.174]

В качестве механизма переноса энергии можно предположить не только неупругое рассеяние свободных носителей тока или их захват, но можно ожидать и более сильных взаимодействий в том случае, если энергетический уровень существующих дефектов равен уровню дефектов, вызванных адсорбированными молекулами. Наконец, можно предположить, что обмен энергией подобен люминесценции, которая также наиболее эффективна в случае резонанса. Тип взаимодействия должен соответствовать ударам второго рода н газовой фазе, так как модель основана на тушении возбужденных центров [c.417]

Было выяснено, что эффект Дюфора, специфический эффект, присущий именно растворам, не оказывает заметного влияния на перенос тепла в смесях жидкостей /124, 123/. Специфическим механизмом рассеяния, проявляющимся в термическом сопротивлении смесей, может быть рассеяние на флуктуациях концентрации. Если носителями являются фононы, то речь идет о рэлеевском рассеянии фононов, рассеянии на малых флуктуациях. (Аномально большие флуктуации концентрации в окрестности критической точки не могут существенно влиять на этот процесс, так как фононы распространяются внутри них, критическая теплопроводность растворов отрицательных аномалий не имеет.) Исходя из таких соотношений, можно получить формулу [c.80]

Исследованы при комнатной температуре и температуре жидкого азота эффект Холла и электросопротивление пироуглерода с температурой осаждения 2100°С, содержащего различное количество бора. Полученные данные обработаны с использованием электронно-энергетической модели Херинга—Уоллеса в предположении применимости кинетического уравнения Больцмана. Сделан вывод о существовании двух основных механизмов рассеяния носителей заряда в исследованных материалах — на ионизированных атомах бора и на собственных дефектах структуры. Оценены соответствующие им длины свободного пробега. Предложена формула, описывающая зависимость электросопротивления пироуглерода от содержания в нем растворенного в решетке бора. Ил. 1. Табл. 2. Список лит. 3 назв. [c.267]

Рассеяние на ионизованных примесях. При пониженных температурах (Т < 100 К) эффективность теплового рассеяния уменьшается, однако, в этой области температур сказывается другой механизм рассеяния, а именно, рассеяние на ионизованных примесях. Если при высоких температурах, т. е. при значительных скоростях, носители заряда не успевают взаимодействовать с ионизованными атомами примесей, то при низких температурах скорости носителей заряда таковы, что они, попадая в поле примесных атомов, заметно изменяют траекторию свое10 движения, т. е. рассеиваются. [c.131]

В реальных полупроводниках имеют место все виды нарушения строгой периодичности поля решетки, поэтому рассеяние носителей носит сложный хврак-тер. Если считать, что все механизмы рассеяния независимы, то полное время релаксации можно определить по формуле (391). [c.251]

Анализ показывает, что температурная зависимость подвижности электронных носителей тока в ионных кристаллах может быть весьма сложной, особенно при наложении различных механизмов рассеяния. Это приводит к значительным трудностям при интерпретации экспериментальных данных по температурной зависимости электропроводности нестехиометрических ионных кристаллов. Положение осложняется еще и тем, что концентрации как ионных, так и электронных дефектов в таких системах описываются простыми выражениями (5.61) и (5.91) только в предельных случаях, когда можно ограничиваться учетом двух типов доминирующих дефектов. В промежуточных же случаях интерпретация экспериментальных результатов часто оказывается чрезвычайно затруднительной. Поэтому электропроводность нестехиометрических кристаллов обычно описывают полуфеноменологическими выражениями, аналогичными формулам (5.61) и (5.91) для концентрации носителей [c.202]

Исследование механизма рассеяния носителей тока с помощью изучения термомагнитных эффектов Нернста—Эттингсгаузена позволило сделать очень важный вывод о роли беспорядочной структуры твердого раствора вследствие статистического замещения алюминия индием. Рассеяние на беспорядочной структуре сплавов в этой системе очень мало. Электронные процессы в твердом растворе носят такой же в общем харак тер, как и в бинарных компонентах системы. [c.126]

В [30], [31] были подробно изучены электрофизические свойства Gосновным механизмом рассеяния электронных волн является рассеяние на катионных вакансиях. Введение примесных атомов (до 1 ат.%) не привело к появлению примесной проводимости (за исключением иримесей Bi и I2) и к изменению концентрации носителей. Исходя из развитых в [32] представлений, авторы объясняют это тем. что велич1ша дополнительного электрического поля, вызванного появлением вакансий, нарушающих периодичность, превышает энергию активации примесных центров, так что образование последних делается невозможным. В [30] был сделан вывод, что сходство названных структур с аморфными — стек.ггообра.чяь м 1 — полупроводниками позволяет счи- [c.383]

В [30], [31] были подробно изучены электрофизические свойства 1по,бб7 [ 0,333 Те. Было показано, что основным механизмом рассеяния электронных волн является рассеяние на катионных вакансиях. Введение примесных атомов (до 1 ат. %) не привело к появлению примесной проводимости (за исключением примесей Bi и Ь) и к изменению концентрации носителей. Исходя из развитых в [32] представлений, авторы объясняют это тем, что величина дополнительного электрического поля, вызванного появлением вакансий, нарушающих периодичность, превышает энергию активации примесных центров, так что образование последних делается невозможным. В [30] был сделан вывод, что сходство названных структур с аморфными — стеклообразными — полупроводниками позволяет считать их промежуточными структурами между аморфными и нормальными кристаллами. Примесь меди к ОагТез в концентрациях 10 до 10 ат. % от числа атомов Ga ведет не только к значительному увеличению периода идентичности (до 2,7%), но и сильному падению АЕ, вплоть до потери полупроводниковых свойств [34]. Механизм явления неясен [10]. [c.554]

В связи с этим представляет определенный интерес, исходя из имеющихся экспериментальных данных и на основе рассчитанной структуры энергетического спектра эквиатомных карбидов, рассмотреть возможные механизмы рассеяния носителей в нестехио-мегрических монокарбидах и связать их с трансформацией электронного спектра и полосы проводимости в них. Отметим, что проводимое нами ниже рассмотрение, хотя и опирается на экспериментальные данные, но является сугубо качественным и не претендует На однозначность. [c.41]

Антимонид индия, легированный железом, также проявляет ряд интересных свойств. Прежде всего следует отметить, что, как показали наши исследования, температурная зависимость магнитной восприимчивости кристалла подчиняется закону Кюри — Вейсса [1], и в области температур выше 20 °К материал является парамагнетиком, В интервале температур 80—150 °К нами наблюдалась аномальная температурная зависимость коэффициента Холла [1], которая может быть объяснена парамагнитными свойствами материала п связана с асимметричным рассеянием носителей тока на парамагнитных центрах. Характерная особенность монокристаллов антимонида индия, легированных железом по методу Чохральекого или в процессе зонной перекристаллизации, то, что концентрации акцепторов, определенные из измерений коэффициента Холла, оказываются на несколько порядков ниже концентрации введенного железа, рассчитанной исходя из имеюшихся в литературе значений его коэффициента сегрегации в InSb (/(—2-10 2 [2, 3]). Исследования температурных зависимостей подвижности носителей тока материала показывают, что существует дополнительный механизм рассеяния на нейтральных центрах. [c.155]

Во-вторых, при более высоких температурах преим>тцественно наблюдается тепловой механизм рассеяния, когда электронные волны рассеиваются о колебания решетки. Для атомных решеток подвижность меняется пропорционально Т Опыт не всегда подтверждает эту закономерность и наблюдается более сильная зависимость подвижности от температуры. Если в рассеянии носителей участвуют оба механизма — на ионах примеси и тепловых колебаниях решетки. [c.31]

Селенид цинка во многих отношениях сходен с 2п5, однако свойства первого более контролируемы. Ширина запрещенной зоны 2п5е 2,7 зв при 300° К. Легировани е медью приводит к кристаллам р-типа проводимости с подвижностью дырок 28 см 1в-сек при комнатной температуре. Акцепторный уровень меди расположен на расстоянии 0,75 эв от потолка валентной зоны. Нелегированный селенид цинка с концентрацией электронов 6,9-10 слг характеризуется их подвижностью около 700 см 1в-сек при 300° К. Основной механизм рассеяния носителей — взаимодействие с оптическими фононами — свидетельствует о наличии значительной доли ионной связи в 2п5е. [c.178]

Для различных типов химической связи современная теория твердого тела предсказывает различный механизм рассеяния носителей тока. У кристаллов с преобладанием ковалентной связи носители тока рассеиваются акустическими колебаниями рёшетки (фононами), а у ионных кристаллов, в основном, — оптическими колебаниями, сопровождающимися поляризацией вещества. [c.193]

Конторова Т. А. Об одном возможном механизме рассеяния носителей тока в полупроводниках. [В т. ч. РЬТе].— Ж. техн. физ., [c.344]

Зависимость теплопроводности и термоэлектрических коэффициентов от магнитного поля часто называют термомагнитными явлениями. Их, как и гальваномагнитные, можно разделить на поперечные и продольные, на четные и нечетные. Последние аналогичны эффекту Холла. Исходя из соображений симметрии, можно построить зависимость термомагнитных коэффициентов от слабого магнитного поля в виде разложения их по степеням магнитного поля. Число независимых компонент у возникающих при этом тензоров (коэффициентов пропорциональности) определяется классом симметрии кристалла. Традиционрю (правда, в большинстве случаев на полупроводниках) термомагнитные исследования используются для выяснения механизмов рассеяния носителей заряда. По-видимому, еще нет работ, использующих обсуждаемые свойства металлов для определения параметров электронного энергетического спектра. [c.261]

Сравнительно малый вклад рассеяния на дефектах металлоидной под-решетки (пустых узлах, атомах кислорода) может быть объяснен тем, что за проводимость дефектного карбида титана ответственна зона, образующаяся на основе взаимодействия атомов металлической подрешетки. Поэтому нарушения металлоидной подрешетки не должны сильно сказываться на величине подвижности. Этот результат находится в противоречии с принятой ранее точкой зрения, согласно которой основным механизмом рассеяния носителей тока в карбидах является рассеяние на дефектах металлоидной подрешетки. Некоторый рост подвижности при п = onst для больших Z (рис. И), по-видимому, связан с уменьшением эффективной массы носителей тока. [c.249]

Как было опмечено выше, ион изнрованные атомы бора вызывают дополнительное рассеяние носителей заряда. Длину 1свободно1го пробега /в, соответствующую этому механизму, можно оценить исходя из выражения(4) [c.165]

Многие исследователи представляют сочетание многочисленных составляющих нефть соединений как сложную физическую смесь, в которой различные компоненты могут быть в случайных -соотношениях, не обусловленных внутренними генетическими связями (А.Д. Архангельский [1927], И.М. Губкин [1932] и многие другие, включая автора этих строк). Такого рода представления находятся в соответствии с геологически обоснованными данными об интеграционном характере вещества нефтей. Нефть формируется за счет углеводородов, генерируемых органическим веществом, рассеянным в нефтематеринских породах на площадях, многократно превышающих площадь или объем пород, вмещающих залежь нефти. В результате предполагаемого дренирования нефтематеринских пород отжимаемыми из них водами или проходящими через них газами рассеянные в этих породах углеводороды переносятся или мигрируют в породы-коллекторы, где освобождаются от носителя и аккумулирзаотся, образуя залежи нефти. При этом условия, механизмы пути, время начала, продолжительность, признаки проявления предполагаемой миграции до последнего времени остаются дискуссионными, [c.11]

В последние годы для объяснения электрических свойств полупроводников с малой подвижностью носителей развита теория поляронов малого радиуса [114]. Размер полярона, т. е. объем кристалла, который он занимает, обратно пропорционален силе элек-трон-фононной связи [122]. В зависимости от радиуса полярона (гп) различают поляроны большого радиуса (континуальные) и малого радиуса [123, 124]. Для полярона малого радиуса Гп < а (где а — постоянная решетки) связь носителей тока с колебаниями решетки очень сильна и рассеяние обусловлено многофонон-ными процессами. Механизм переноса заряда путем перескока возможен только в случае, когда носитель тока — полярой малого радиуса, т. е. интеграл перекрытия мал, а параметр электрон-фононной связи велик. Для перескока необходимо соблюдение неравенства [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология