Дефекты, влияние доноры

Электронные представления дают также некоторые направляющие идеи в вопросе о влиянии биографии катализатора на его активность. Прежде всего, дефекты решетки, связанные с отклонениями от стехиометрического состава, являются акцепторными или донор-ными добавками в зависимости от их природы. Образование таких дефектов тесно связано с условиями приготовления катализатора. Так как во многих случаях дефектность решетки благоприятствует каталитической активности, при приготовлении катализаторов желательно ее сохранить. Условия такого приготовления в общем соответствуют выдвинутому Рогинским в его теории пересыщения [21] принципу, согласно которому активность катализатора повышается с удалением условий приготовления катализатора от состояния термодинамического равновесия. Это, впрочем, в настоящее время может рассматриваться как тривиальный вывод из теории дефектности твердого тела. [c.25]

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]

В работах [147—149] с помощью фурье-спектрометров с разрешением 0,06 см 1 получены спектры поглощения различных доноров в кремнии. Серии узких (0,6 4-0,15 см- ) линий, сопоставляемые с водородоподобными сериями примесей Р, As, Sb, Bi, Zi, Zi—O, наблюдались в области от 30 до 60 мкм. Исследовалось влияние концентрации примесей (в интервале 10 —5-101 ат.см ) и заряженных дефектов механических напряжений на ширину и форму линий. [c.204]

Электропроводность полупроводников обычно зависит от наличия в них примесей и дефектов решетки и в определенном температурном интервале быстро увеличивается с ростом температуры. В гл. 3 мы показали, что примеси элементов П1 и V групп в решетке элементов IV группы являются соответственно акцепторами и донорами электронов. В полупроводниковых соединениях соответствующие примеси ведут себя аналогично. Вакансии также относятся к числу дефектов, оказывающих влияние на электропроводность. Энергию, необходимую для отрыва электрона от донора или присоединения электрона к акцептору, называют энергией ионизации примеси или дефекта. Энергетические уровни простых доноров и акцепторов расположены в запрещенной зоне, вблизи зоны проводимости и валентной зоны соответственно (рис. 37), а энергия ионизации определяется как разность энергии между примесным уровнем и соответствующей зоной. Если в кристалле одновременно присутствуют доноры и акцепторы электронов, то электроны с донорных уровней перейдут на акцепторные и не дадут никакого вклада в электропроводность поэтому число примесных носителей тока при одновременном присутствии доноров и акцепторов определится как [О]—[Л]), т. е. как разность концентраций доноров и акцепторов. Если [0]>[Л], полупроводник относится к [c.72]

Аналогичное влияние на повышение проводимости оказывают дефекты кристаллической структуры. В основе этого явления лежит стехиометрическое несоответствие состава реального кристалла и его идеальной формулы. Дефицит атомов одного из элементов компенсируется избытком атомов другого, которые в данном случае играют роль добавки. Например, в кристаллической структуре галенита РЬ5 избыточные атомы РЬ служат донорами, а недостающие атомы 5 — акцепторами. Полупроводниками такого типа являются СигО и 2пО. [c.193]

О внедрении инородных атомов, таких, как Н, О и, возможно, N. неоднократно упоминалось выше в связи с углеродами, полученными с помощью пиролиза более мелких органических молекул. Вся совокупность известных данных показывает, что при этом имеют место значительные изменения. Тем не менее систематических исследований электронных свойств графита с точки зрения особого влияния на них внедренных атомов было проведено мало. По-видимому, те атомы, которые расположены в периодической системе справа от углерода, играют роль электронных доноров и инжектируют электроны в верхнюю (почти пустую) зону проводимости графита. Таким образом, вследствие присутствия этих атомов углерод должен был бы стать более электроположительным металлом с более высоким отрицательным температурным коэффициентом электропроводности. Однако другие структурные эффекты, которые связаны с внедрением таких дефектов, могли бы нарушить любую несложную корреляцию, особенно в том случае, когда присутствие инородных атомов вызывает заметное уменьшение размеров углеродных сеток. [c.135]

Дефекты решетки на поверхности, образовавшиеся в результате облучения, являются акцепторами или донорами электронов и, следовательно, сдвигают электронное равновесие, что оказывает влияние на поверхностные свойства кристалла. [c.348]

Наружная поверхность кристалла, на которой обрывается решетка и содержатся ненасыщенные связи, может рассматриваться как дефект, подобный межблочным границам (внутренним поверхностям) и дислокациям. Разница, однако, состоит в том, что наружная поверхность является границей раздела фаз, на которой возможно взаимодействие материала кристаллофосфора с окружающей средой. Здесь прежде всего следует упомянуть адсорбцию, которая часто оказывает существенное влияние на оптические свой ства кристаллофосфора. В случае полупроводниковых люминофоров это влияние связано с тем, что адсорбирующееся вещество может быть акцептором или донором электронов. Изменяя концентрацию последних на поверхности, оно вызывает возникновение разности потенциалов между поверхностью и объемом и вследствие этого перемещение носителей заряда из кристалла в сторону поверхности или в обратном направлении. В результате может измениться зарядовое состояние тех или иных центров, определяющих оптические свойства люминофора. Таким образом, при анализе роли поверхности и происходящих на ней процессов необходимо определить их влияние на распределение электронов в кристалле. Эта задача решается тем же методом статистической термодинамики, какой был применен при рассмотрении теплового разупорядочения решетки, но с учетом некоторых особенностей электронов. [c.132]

Рис. XI.4. Влияние постоянной концентрации примесных доноров или акцепторов (Р) на концентрацию собственных дефектов в германии. Сплошные линии и символы над прямой, не заключенные в круглые скобки, относятся к случаю, когда Р донор штрих-пунктирные линии и сплошные линии с расположенными над ними символами в круглых скобках относятся к случаю, когда Р — акцептор пунктирные линии обозначают концентрацию дефектов при отсутствии примеси (и выше температуры плавления Т ).

Влияние фиксированной концентрации примесных доноров или акцепторов на концентрации собственных дефектов в германии показано на рис. XI.4. Расчеты выполнены на основании приведенных в разделе Х.2 на рис. Х.4 данных о равновесии дефектов в чистом германии. Из рисунка виден характер изменения концентрации заряженных вакансий в области, где примесные атомы определяют условие нейтральности уменьшение концентрации в случае доноров и увеличение ее в случае акцепторов. Особенно велико влияние примесных атомов на концентрацию дважды заряженных вакансий. Однако последняя настолько мала, что при решении практически всех задач этими [c.257]

В германии и кремнии преобладает собственное разупорядочение типа п -= р, и поэтому внедрение примесных доноров или акцепторов происходит по простому механизму замещения (рис. XI.6, а, б). Характер изменения концентрации вакансий в области, где примесные атомы играют определяющую роль в условии электронейтральности, уже обсуждался при рассмотрении температурной зависимости влияния примесных атомов на концентрацию собственных дефектов (рис. XI.4). [c.263]

В общем можно сделать вывод, что растворимость атомов примеси увеличивается с увеличением рхз (или уменьшается с увеличением рш), если они занимают узлы М, и меняется противоположным образом, если они занимают узлы X — независимо от того, действует ли примесный атом как донор или как акцептор (или независимо от соотнощения величин Ki и Ks)- Однако характер влияния примесных атомов на концентрацию заряженных собственных дефектов, несомненно, зависит от указанных свойств. Доноры вызывают увеличение концентрации отрицательно заряженных, а акцепторы — положительно заряженных собственных дефектов. [c.452]

Когда примесные атомы создают заряженные центры, их концентрации входят в условие нейтральности и поэтому могут оказывать влияние на концентрацию заряженных собственных дефектов кристалла. Грубо говоря, общий эффект от присутствия примесных атомов двух разных типов представляет собой алгебраическую сумму эффектов для примесных атомов каждого типа. При одинаковых зарядах примесных центров (например, если оба они являются либо донорами, либо акцепторами) эффекты складываются при противоположных зарядах (одна примесь — донор,а другая — акцептор) эффекты вычитаются если суммарный заряд равен нулю, то эффект отсутствует. [c.516]

В рассмотренных выше случаях внутренние электрические поля будут возникать в кристаллах, если при наличии градиента концентрации кристаллы содержат доноры или акцепторы. Такие поля вызывают диффузию не только ионов, но и электронов. Следствием этого и являются представляющие интерес электронные свойства р-/г-переходов [541. Влияние поля, возникающего вследствие градиента концентрации доноров, иа скорость диффузии дырок использовалось в работе [55] для сокращения времени прохождения дырок в основном слое транзистора. Аналогичные явления возникают также при наличии градиента в запрещенной зоне полупроводника [56]. Трудности, связанные с ассоциацией дефектов, возникают при объяснении диффузии примесных атомов в металлах. При этом ассоциация часто проходит настолько глубоко, что [c.583]

В образцах с малым содержанием химических доноров или акцепторов 10 слГ ) число оборванных связей при плотности дислокаций 10 —10 см может значительно превышать концентрацию основных носителей. Это позволяет выделить дислокационные эффекты даже в том случае, когда они сочетаются с влиянием точечных дефектов. [c.247]

В рассмотренных простейших примерах видны некоторые существенные особенности электронной кинетики. Они сводятся к возможности имитации классической кинетики и кинетики на неоднородных поверхностях, к эффектам активирования и торможения, к влиянию па процесс различных факторов, вызывающих генерацию или разрушение дефектов. Характерны антагонистические действия добавок доноров и акцепторов,, и можно ожидать компенсационных эффектов при введении с.мссей добавок и противоположного поведения п- и р-полупроводников. Любопытно, что в этом приближении для полупроводников с собственной проводимостью можно ожидать сходных эффектов, так как хотя электропроводность их растет как при добавлении акцепторных, так и при добавлении донорных примесей, но, поскольку переходный комплекс имеет определенный знак, рост электропроводности будет в одном случае сопровождаться ростом активности, а в другом — его падением. [c.19]

Как уже указывалось, заряд примесного атома одного типа часто можно изменить, изменяя условия приготовления образцов. (Например, в системе КС1 f Са высокие давления хлора p ij способствуют образованию центров Сак, а низкие значения p ia — центров Сак-) Следовательно, можно ожидать, что общее влияние примесных доноров и акцепторов на концентрации собственных дефектов также будет зависеть от условий приготовления образцов. При этом возникают следующие частные случаи [c.516]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология