Примесные концентрацию собственных дефектов

Это уравнение описывает диффузию точечных дефектов, вступающих в реакцию второго порядка с неподвижной примесью, и представляет собой нелинейное интегро-дифференциальное уравнение, точное решение которого пока не найдено. Однако на практике мы имеем дело со случаем сильного превышения концентрации примеси над концентрацией собственных дефектов (/3 < 1) и малой вероятностью обратного распада образуемых в результате реакции дефектно-примесных центров (в <С 1). В этом случае можно найти приближенное решение задачи в виде неявной функции [c.79]

Обычно концентрации собственных дефектов не настолько велики, чтобы использовать указанные уточнения. Однако такие же проблемы возникают в связи с растворимостью примесных атомов в междоузлиях и, вероятно, при достижении некоторого уровня концентраций такая обработка становится необходимой. Например, при исследовании твердых растворов углерода в железе учитывался как эс ект блокирования 13], так и образование пар, триплетов [4]. [c.238]

Влияют ли примесные атомы на концентрацию собственных дефектов кристалла, и если да, то каким образом [c.253]

Рис. XI.3. Температурная зависимость концентрации дефектов в кристалле простого вещества, содержащем фиксированную концентрацию примесных доноров Рм- Пунктирные линии обозначают концентрацию собственных дефектов при отсутствии примеси.

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 области, где примесный атом играет доминирующую роль в условии электронейтральности (область И), наличие заряженных примесных центров вызывает увеличение концентрации собственных дефектов, несущих заряд противоположного знака, и уменьшение концентрации собственных дефектов, имеющих заряд того же знака. [c.261]

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 предыдущем разделе рассматривался вопрос о влиянии примесных атомов на концентрацию собственных дефектов при высоких температурах. Было показано, что при низких концентрациях примесных атомов, когда они не входят в приближенные уравнения нейтральности, концентрация собственных дефектов не изменяется. Отсюда можно сделать вывод о том, что при этих [c.444]

ВИЯ электронейтральности (5.21). В предельном случае высоких концентраций примеси можно считать, что избыточный заряд примесных центров (эффективный заряд дефектов замещения Аг ) целиком компенсируется эффективным зарядом собственных дефектов (вакансий или междуузельных ионов соответствующего знака). Поэтому, оставляя в уравнении (5.21) по паре компенсирующих друг друга слагаемых, для кристаллов с различными типами собственной ионной разупорядоченности получаем следующие приближенные рещения. [c.140]

Обращает на себя внимание подобие приведенных кривых кривой, изображенной на рис. 4.1 для концентрации электронов проводимости в примесном полупроводнике. Это подобие не является случайностью и обусловлено тем, что как в полупроводниках, так и в ионных кристаллах возбуждение собственных дефектов (электронных или ионных) происходит в резуль- [c.145]

Точно такая же зависимость получается и для примесных ионных кристаллов, если в соответствующей области давлений неметалла доминирующими собственными дефектами являются полностью ионизованные вакансии или междуузельные ионы, концентрации которых контролируются примесью и не зависят от Рх (см. табл. 5.4, четыре последние строки). Типичный график зависимости ионной и электронных составляющих электропроводности приведен на рис. 6.14 для твердого электролита на основе диоксида циркония, где наклон прямых для электронных составляющих соответствует зависимостям р У о,. [c.205]

Дефекты влияют на многие физические свойства кристаллов. Различают точечные дефекты, роль которых играют примесные атомы, и собственные точечные дефекты, например вакантные узлы решетки или атомы в междоузлиях, и линейные дефекты — дислокации, а также двумерные дефекты — границы зерен. Для исследования влияния дефектной структуры кристаллов на их свойства необходимо приготовить материал, предельно свободный от различных несовершенств. Из него затем можно получить кристаллы с известным и достаточно точно дозированным количеством дефектов. Таким образом, первыми возникают проблемы очистки кристалла от примесных атомов и устранения в нем собственных дефектов, концентрация которых превышает термодинамически равновесную. [c.9]

Рис. XI.3 может служить хорошим примером того, что эффект взаимодействия между примесными атомами и собственными дефектами играет заметную роль. Кроме того, он ясно показывает, насколько сложной может стать в результате такого взаимодействия температурная зависимость концентрации дефектов. Например, сравнивая концентрации заряженных вакансий в области I и в чистом кристалле, нетрудно убедиться, что наличие примесных атомов вызывает существенное увеличение концентраций этих дефектов. Аналогичным образом концентрация свободных электронов в присутствии примесных атомов заметно повышается, а концентрация дырок соответственно понижается. [c.256]

Очевидно, что эти эффекты непосредственно связаны с донорным характером примесного атома. Если провести аналогичные расчеты для примесного атома, обладающего акцепторными свойствами, то получатся противоположные результаты, т. е. концентрации отрицательно заряженных собственных дефектов (вакансий, электронов) уменьшатся, а концентрации положительно заряженных дефектов (дырок) увеличатся. [c.257]

Если примесный атом является не донором, а акцептором (т. е. при ионизации переходит в центр Рк), то в области I он ведет себя точно так же, но область II в обоих рассматриваемых случаях (рис. XI.6, виг) тогда определяется условием электронейтральности Рк1 = р- При этом концентрации Р м и Ь увеличиваются пропорционально р1/% а концентрации е и Ук (отрицательно заряженных собственных дефектов) уменьшаются пропорциональ-—1/2 но Рр [c.261]

Так, примесные атомы-доноры, присутствующие в кристалле в виде положительно заряженных центров Рм, внедряются с образованием равного количества отрицательно заряженных собственных дефектов, играющих основную роль в условии электронейтральности для чистого кристалла [электронов в том случае, когда условие нейтральности р = п (рис. XI.6, а), и вакансий при р = (рис. XI.6, б)]. Примесные атомы-акцепторы, проявляющиеся в кристалле как центры Р к, в любом случае внедряются с образованием равной концентрации дырок (рис. XI.6, в, г). [c.262]

Р и с. XVI. 1. Изотермы концентраций собственных и примесных дефектов в соединении, аналогичном PbS, которое находится в равновесии с источником переменной активности висмута при постоянных температуре и давлении серы pg . а — высокое давление б — среднее давление в — низкое давление. [c.439]

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]

Введение в лед веществ, подобных НР, влияет на указанные дефекты таким же образом, как в обычных упорядоченных кристаллах примесные атомы переменной валентности влияют на концентрацию собственных электронных или [c.547]

Собственные дефекты решетки возникают во время кристаллизационного процесса, особенно в его начальной стадии. Поэтому внутренняя часть эмульсионных зерен должна содержать большое число нарушений, в которых могут удерживаться молекулы желатины и возникать примесные центры. Такие внутренние нарушения, изолированные от поверхности микрокристаллов, обусловливают глубинную светочувствительность, которая вследствие образования и эволюции центров изменяется в процессе второго созревания. Поскольку светочувствительность как поверхностная, так и глубинная зависят в первую очередь от первичного фотохимического акта, т. е. от концентрации электронов в зоне проводимости, то они постоянно взаимодействуют друг с другом. Это заключается в том, что известная доля внутренних центров скрытого изображения образуется за счет фотоэлектронов из поверхностного слоя и, наоборот, некоторая часть поверхностного скрытого изображения создается фотоэлектронами, освобожденными изнутри. [c.337]

Легче всего проследить зависимость о от концентрации примесей, так как этим параметром можно управлять, и электропроводность в примесной области именно от него зависит наиболее существенным образом. Термодинамически равновесная концентрация дефектов Шоттки в собственной области проводимости определяется законом действия масс [уравнение (9.3)] [c.13]

Диффузия примесных дефектов происходит обычно значительно медленнее, чем собственных. Поэтому активация примесями при определенных условиях способствует получению кристаллофосфоров с относительно хорошо воспроизводимыми оптическими и электрическими характеристиками. Иногда специально отжигают или медленно охлаждают кристаллы и порошки, чтобы увеличить отношение концентрации преднамеренно созданных примесных центров к концентрации собственных дефектов. В то же время если последние участвуют в компенсации валентности легирующей примеси, то эта примесь стабилизует их концентрацию. Следовательно, в тех случаях, когда с такими собственными дефектами связано появление центров свечения, примесь играет роль не активатора, а интен-сификатора люминесценции. [c.207]

ЦИИ электрической неактивности примесей в стеклообразных и аморфных полупроводниках. Образование донорных и акцепторных уровней невозможно, если величина добавочного электрического поля, возникающего в решетке дефектного кристалла, превышает энергию активации примесных центров. Ввиду аномально большой концентрации собственных дефектов в соединениях Аг В следует учитывать значительное превышение дополнительного электрического поля над энергией диссоциации многих примесных атомов. Тогда электрическая активность примесных атомов висмута и иода объясняется их большой энергией активаций в ГПзТез. [c.201]

Как показано в разделе XIII.2.4, концентрация собственных дефектов изменяется при приложении к кристаллу высокого давления, причем она уменьшается, если образование дефектов вызывает расширение кристалла. Кроме того, нужно ожидать, что давление будет влиять на процесс ассоциации тогда, когда объемы, занимаемые ассоциатом и свободными дефектами, отличаются. Такое явление действительно наблюдалось при образовании пар между вакансиями катиона и двухвалентными примесными атомами в Na l i [c.210]

Наряду с влиянием ионизированных примесных дефектов на концентрацию собственных дефектов наблюдается обратный эффект. Влияние собственных дефектов на концентрацию заряженных примесных дефектов осуществляется через рав1ювесие ионизации и тем самым непосредственно зависит [c.261]

В областях II и III концентрации собственных дефектов изменяются — концентрация Vph увеличивается, а Vs уменьшается. Это явление можно рассматривать как влияние примеси на растворимость в кристалле избытка свинца или избытка серы [30]. Однако существует некоторая неопределенность в вопросе о том, что считать избытком свинца или серы в смешанном кристалле такого рода для ответа на этот вопрос, очевидно, необходимо определить, что под-зазумевается под точно стехиометрическим смешанным кристаллом [31]. "ораздо более определенным является противоположный эффект — влияние собственных дефектов на растворимость примеси. Некоторые особенности такого влияния видны уже из рис. XVI. 1, откуда ясно, что растворимость примесного атома в заряженной форме резко изменяется в точке, где его концентрация становится больше концентрации преобладающих собственных дефектов. Дополнительные сведения дает расчет концентраций дефектов как функции р 2 (или рхг) при постоянной активности примесных атомов. [c.451]

XVII.1. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ ДВУХ ТИПОВ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ СОБСТВЕННЫХ ДЕФЕКТОВ В КРИСТАЛЛЕ [c.516]

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]

К. Такие эффекты обычно связывают с рассеянием свободных носителей заряда при температурах, отвечающих переходу от примесной проводимости к собственной. Однако переход в алмазе от проводимости через мелкие уровни к проводимости через глубокие, когда энергия активации увеличивается на 2—3 порядка, формально повторяет модель перехода от примесной к собственной проводимости в полупроводнике. Рассеяние свободных носителей заряда, обеспечивающее сильную зависимость их подвижности от температуры, происходит в данном случае, по-видимому, на ионизированных примесях и других дефектах, концентрация которых в изучавшихся образцах значительна. [c.458]

Если исключить из рассмотрения область крайне малых концентраций примеси, отвечающую собственной разупорядоченности [в случае кристалла с дефектами Шоттки — решение (5.26)], и ограничиться областью примесной разупорядоченности, в которой концентрации анионных вакансий или междуузельных катионов подавлены высокой концентрацией дефектов замещения, то для решения задачи необходимо составить систему трех уравнений относительно неизвестных концентраций свободных дефектов [Ом +] и [Ум ] и комплексов [ (ОмУм) ]-Одним из уравнений такой системы является уравнение (5.33), два других вытекают из уравнения электронейтральности [c.142]

В некоторых случаях концентрации электронных дефектов в нестехиометрических кристаллах описываются формулами физики полупроводников — собственных или примесных (реше- [c.165]

Локальные уровни, находящиеся в запрещенной зоне, расположены между разрешенной (незаполненной) валентной и возбужденной зонами, поэтому для перевода электронов с локальных уровней в зону проводимости требуется меньшая затрата энергии. Например, присутствие в кристалле кремния примесных атомов замещения элементов V группы периодической системы (Р, Аз, 8Ь), имеющих пять валентных электронов, приводит к тому, что четыре из них заполняют валентные связи, а пятый оказывается лишним . Этот электрон будет находиться на локальном энергетическом уровне. Энергия, необходимая для перехода электрона с локального уровня в зону проводимости, меньше, чем энергия перехода электрона из валентной зоны. Локальные уровни, с которых совершается переход электронов в зону проводимости, называются донорныш, а дефекты, вызывающие появление таких уровней, — донорами. При невысоких температурах концентрация электронов, поставляемых примесными атомами в зону проводимости, значительно превосходит концентрацию собственных носителей, и проводимость полупроводника определяется примесными носителями (примесная проводимость). При наличии в кристалле доноров электронов кристалл имеет электронную проводимость и является полупроводником п-типа. Некоторые окислы металлов, в решетке которых существуют вакансии катионов (нестехиометрическне соединения), тоже ведут себя как полупроводники /г-типа. [c.456]

СИ (в таких случаях говорят иногда о механизме контролируемых дефектов). Это обстоятельство играет весьма важную роль, ибо концентрацию тепловых дефектов, как и дефектов, созданных прогревом кристалла в парах одного из образующих его элементов, гораздо труднее стабилизовать в процессе охлаждения, нежели концентрацию примесных, а следовательно, и компенсирующих собственных дефектов (см. гл. VI). С другой стороны, изменяя давление паров элементов, входящих в состав основания люминофора, и влияя тем самым на концентрацию вакансий (или междо- [c.115]

Если дефекты в кристалле распределяются хаотически, то имеется определенная вероятность того, что они займут соседние места решетки, т. е. образуют ассоциаты (пары, триплеты и т. д.). Когда дефекты взаимодействуют друг с другом, концентрация ассоциатов зависит от характера взаимодействия при взаимном притяжении дефектов она будет больше, чем при хаотическом распределении, а при взаимном отталкивании — меньше. Как показано в гл. XIII, концентрацию ассоциатов собственных атомных дефектов можно вычислить непосредственно, не обращаясь к свойствам простых дефектов. Однако, если в ассоциации участвуют примесные структурные элементы, образование ассоциатов лучше рассматривать, исходя из простых дефектов. Такой же подход можно применить и к ассоциатам собственных дефектов. [c.195]

Состояние, отвечающее графикам, представленным на рис. XIII.13, а, и соответствующие выводы справедливы, когда изучаемое свойство определяется собственными атомными дефектами, определяющими вид уравнения нейтральности при высоких температурах. В присутствии примесных атомов и неосновные собственные дефекты также могут привести к изменению наклона при переменных величинах концентраций и температур (рис. XIII.13, г). Поэтому становится гораздо труднее различить случаи, представленные на рис. XIII.13, а и г. [c.349]

Необходимость удаления положительных дырок в целях обеспечения фотографической эффективности первичного фотохимического акта рассматривалась в ряде работ [39—43], причем в одной из них [43] изучалась бромак-цепторная функция желатины. Чтобы подтвердить решающее значение связывания положительных дырок (фотолитического брома), а также способность собственных дефектов быть эффективными ловушками фотоэлектронов и местами концентрации атомов серебра, были исследованы бромирование и регенерация светочувствительности липмановской бромосеребряной эмульсии, зерна которой всегда богаты дефектами решетки, но имеют относительно низкую концентрацию примесных центров. На рис. VIII.10 приведены результаты, убедительно показывающие уничтожение светочувствительности и ее восстановление при помощи триэтаноламина. Даже только [c.323]

Два других вида изменений, создаваемых химической сенсибилизацией, могут также иметь существенное фотографическое значение. Так, адсорбированные молекулы сенсибилизаторов, которым свойственна бромак-цепторная функция, должны повышать выход фотоэлектронов, уменьшая или устраняя рекомбинацию в первичном фотохимическом акте. Эта их функция взаимодействовать с положительными дырками, являющаяся, по-видимому, более действенной, чем способность желатины связывать фотолитический бром, особенно важна в случае высокодисперсных эмульсий, не обладающих большой концентрацией примесных центров. Здесь решающее значение должны иметь также те собственные дефекты решетки, которые являются эффективными ловушками фотоэлектронов и местами образования центров скрытого изображения. [c.337]

Точечные дефекты вакансии-не занятые частицами узлы кристаллич. решетки междоузлия - примесные атомы в узлах решетки или между узлами, а также собственные атомы или ионы кристалла, сместившиеся из своих нормальных положеш1Й в узлах решетки. В простейшем бинарном кристалле АВ возможно образование двух видов вакансий Кд и V , двух видов междоузельш>1х атомов А, и В,- атомы Л и В в кристаллографич. позициях, свойствешсых друг другу, а также примесные атомы в той или иной кристаллографич. позиции (Хд, Х , X,). Обычно в структуре любого немолекулярного кристалла все виды точечных Д. присутствуют одновременно, но вследствие различий в энергии образования концентрация одних Д. больше других. В стехиометрич. кристаллах всегда доминируют по меньшей мере два вида точечных Д. пара вакансий V a и Vg, образующихся при переходе разнородных атомов или ионов из объема кристалла на его пов-сть (дефект Шоттки), или пара вакансия-междоузельный атом, образующаяся при переходе атома (иона) из узла решетки в междоузельное положение, т.е. А, и Кд или В, и Kj, (дефект Френкеля). [c.30]

К нульмерным, или точечным, дефектам относятся вакансии (незанятые места в структуре), любые примесные частицы (атомы, ионы, молекулы), находящиеся как в узлах структуры, так и в межузлиях, а также собственные межузельные частицы. К этим дефектам приводит тепловое движение атомов. Чем выше температура, тем больше таких дефектов существует в кристалле. При тепловом равновесии вблизи температуры плавления в кристаллах большинства веществ доля вакансий от общего числа атомных мест в идеальной решетке достигает примерно 10 , доля меж-узельных атомов — приблизительно 10" . Вакансии, кроме того, образуются при вхождении в кристалл примесей с валентностью, отличной от валентности основных строительных единиц кристалла. Так, наличие примеси Са + в кристаллах НаС1 обусловливает существование катионных вакансий в количестве, соответствующем атомной концентрации примеси. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология