Рассеяние примесное

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]

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]

Железо можно отнести к числу элементов двоякого геохимического поведения. С одной стороны, оно дает собственные концентрированные месторождения, примером которых может быть знаменитое месторождение магнитного железняка на горе Магнитной на Среднем Урале (сейчас гора Магнитная уже не существует — срыта с лица Земли , вся истрачена на получение чугуна и стали). С другой стороны, железо примесно к минералам таких тоже очень распространенных элементов, как А1, Т1, Мп и др. В результате железо является рассеянным элементом (изоморфное замещение, сокристаллизация). [c.115]

В реальных кристаллах всегда существует определенное количество атомов примесей, валентные электроны которых располагаются на отдельных уровнях в запрещенной зоне. Эти электроны могут быть переведены в зону проводимости, причем необходимая для этого энергия может быть намного меньше АЖ Если АЖ велика, так что собственной проводимостью в рассматриваемой области температур можно пренебречь, а концентрация примесей не очень мала, то электропроводность обусловлена, в основном, "примесными" электронами. Подвижность (Дз значительно слабее зависит от 0, чем к. При рассеянии носителей электрического заряда на акустических (теп- [c.410]

Здесь Пт — число частиц тяжелого газа в единице объема, а = jda — полное эффективное сечение рассеяния легких примесных частиц на молекуле тяжелого га.ча, da является функцией V и V, причем скорость ь отличается от V лишь направлением. [c.34]

В табл. II приведены результаты расчета потенциалов деформационного взаимодействия примесных атомов замещения в ОЦК решетке а Fe, в табл. III — результаты расчета потенциалов взаимодействия атомов углерода, находящихся в октаэдрических междоузлиях aFe. Расчет проводился на ЭВМ Минск-32. Значения постоянных квазиупругих сил aFe, определенных методом неупругого рассеяния нейтронов, были взяты из работы [253]. Для постоянных упругости aFe были выбраны значения [254] [c.336]

Основные параметры термоэлектрических материалов а, ст, к связаны с отмеченными выше фундаментальными параметрами сложным образом. Для упрощения анализа вводят рад предположений рассматривают параболическую зону (энергия носителей пропорциональна квадрату волнового вектора), считают, что подвижность, эффективная масса и параметр рассеяния не зависят от концентрации носителей и имеет место примесная проводимость. Если [c.40]

НИ0 концентрации электронов в зоне проводимости, обусловленное ионизацией примесных атомов металлов (см.процесс 2), а, следовательно, на увеличении коэффициента рассеяния. По мере дальнейшего легирования начинает сказываться участие самих примесных атомов в хемосорбции с образованием поверхностных гидридов металлов, т.е. все в большей и большей степени начинают проявляться микрохимические свойства принеси, т.е. локальный эффект. [c.274]

Изучение яркости рассеянного света доставляет ценные сведения об интенсивности флюктуаций. Но яркость не является единственной характеристикой этого явления. При молекулярно.м рассеянии света происходит изменение длины волны, как и при комбинационном рассеянии, но только менее заметное. Это связано с тем, что флюктуации в отличие от примесных неоднородностей не являются застывшими, а все время то возникают, то исчезают. Изменение длины волны при рассеянии света является результатом такого кинетического процесса. Чем быстрее протекают флюктуации, тем больше изменяется длина волны при рассеянии света. Так, например, о быстроте перемещения флюктуаций плотности можно судить по тонкой структуре линии рассеяния. [c.27]

В работе [164] были проведены измерения теплопроводности твёрдых смесей Не- Не в области температур изотопического разделения. Было обнаружено, что ниже Tps теплопроводность смесей ограничивается рассеянием фононов на границах доменов, содержащих примесный изотоп, причём размер доменов порядка одного микрона. [c.81]

При проверке правильности этих представлений большую помощь могут оказать мессбауэровская, люминесцентная и инфракрасная спектроскопия, а также изучение химических сдвигов в рентгеновских спектрах, комбинационного рассеяния, оптических спектров поглощения и ЭПР. Эти методы позволяют найти вероятность локализации электрона или дырки вблизи атомов примеси, выявить симметрию расположения атомов кристаллизанта в ближайшей координационной сфере атома примеси и в более отдаленном его окружении определить частоты и амплитуды колебаний примесных частиц и локальных колебаний атомов кристаллизанта, окружающих примесь. [c.263]

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]

Здесь любопытна следующая особенность. В примесных полупроводниках концентрация примесных ионов равна концентрации электронных носителей [0+] = [е ] [А ] = [е+]. Поэтому формула (6.57) с учетом (6.76) дает для электропроводности полупроводника при рассеянии на примесных ионах значение, не зависящее от концентрации последних. [c.194]

График температурной зависимости подвижности поляронов, соответствующий формуле (6.88) при рассеянии на оптических фононах, схематически изображен на рис. 6.11 в координатах Аррениуса. Здесь обращает на себя внимание ход кривой, противоположный представленному на рис. 6.8 в отличие от квазисвободных электронов в атомных полупроводниках подвижность поляронов малого радиуса имеет минимум в области промежуточных температур. Пунктирный участок кривой изображает переход к рассеянию туннелирующих поляронов на заряженных точечных дефектах решетки, играющих в ионных кристаллах ту же роль, что и примесные ионы в валентных полупроводниках. [c.202]

К сожалению, не существует общего определения понятия чувствительность . Этот термин используется в двух различных значениях. Во-первых, чувствительность масс-спектрографа при анализе основных составляющих микроскопических образцов или тонких пленок определяется тем, сколько граммов вещества необходимо для того, чтобы зарегистрировать масс-спектр при помощи фотографической пластины или электрического детектора. Во-вторых, чувствительность масс-спектрографа при определении следов соответствует минимальной относительной концентрации регистрируемого примесного элемента . В последнем случае количество материала для анализа обычно не ограничивается. Однако становится определяющим уровень фона, вызванного рассеянными ионами основы. Проблема усложняется, если требуется определить следы элементов в тонкой пленке. [c.98]

В случае эффекта электронного комбинационного рассеяния, предсказанного еще в 1934 г., квантовыми уровнями энергии, на которых происходит рассеяние, являются низколежащие электронные уровни (обычно ниже 0,5 эВ), такие, как кристаллические уровни основного состояния ионов лантаноидов или примесные уровни в полупроводниках (см. гл. 2). [c.566]

Электрические свойства чистого германия см. в табл. 12. В области высоких температур в германии преобладает рассеяние носителей тока на колебаниях решетки, примесное рассеяние играет существенную роль при низких температурах. [c.75]

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]

Помимо рассеяния фононов на фононах, фононы могут рассеиваться в диэлектриках на других квазичастицах (экситонах, магнонах) точечных дефектах (примесных атомах, вакансиях и их комплексах) линейных дефектах (дислокациях) границах зерен в поликристаллах на случайном распределении изотопов данного химического элемента и т. д. Процесс переноса тепла, естественно, усложняется, что проявляется в усложнении зависимости коэффициента теплопроводности от температуры. Теоретическая оценка вкладов в полное теплосопротивление w = 1/к, вносимых перечисленными механизмами, очень сложна [7] и весьма приближенна. [c.155]

Рассеяние на примесях. Примесные атомы, как мы видели (см. п. 2), создают дискретные энергетические уровни, расположенные вблизи разрешенных зон, и потому оНи легко ионизируются. Положительно (донорный) или отрицательно (акцепторный) заряженный примесный атом в решетке полупроводника создает дальнодействующее кулоновское поле с потенциалом ф= 2,е1%г, где х — Диэлектрическая постоянная кристалла. Носители экранируют заряд этого поля, ограничивают область его действия. Брукс и Херринг (1951 г.) учли экранировку и представили потенциал поля в виде ф = 2е1уг) где Го зависит от кон- [c.250]

Синие кристаллы кварца впервьге были получены в 1958 г. на затравках базисной ориентации при введении в систему Н2О— 5102 — Na20 — СО2 соединений кобальта, растворимых в гидротермальных условиях. Концентрация пигментирующей примеси в исходном растворе и температурные параметры режима выращивания существенно влияют на интенсивность окраски, распределение которой подчиняется закономерностям зональной и секториальной сегрегации неструктурной примеси. На основании результатов спектрального анализа окрашенных кристаллов и характера распределения синей окраски можно заключить, что ион-хромофор Со + адсорбируется коллоидно-дисперсными комплексами силиката натрия и вместе с ним захватывается во время роста кристалла гранью пинакоида. Связь центров синей окраски искусственных кристаллов кварца с ионами Со2+ подтверждена спектрами поглощения, измеренными в поляризованном свете. На всех полученных кривых отчетливо наблюдается широкий максимум с тремя пиками при 545, 595 и 640 нм. Полное отсутствие дихроизма в этих спектрах и наличие тиндалевского рассеяния света подтверждает коллоидальный характер окрашивающей примесной фазы, захват которой начинается при максимальной скорости порядка 0,2 мм/сут на сторону в направлении оси Ц. С увеличением скорости до 0,25 мм/сут массовое содержание кобальта в пирамиде <с> достигает 1-10 3 7о, что обеспечивает образование кристаллов голубого цвета. Синие ярко окрашенные кристаллы с концентрацией кобальта до 1—2 10" % вырастают со скоростью 0,3—0,4 мм/сут при температуре 330—395 °С. В процессе выращивания синего кварца на дне автоклава выделяется стеклообразный осадок тяжелой фазы , окрашенной в темно-синий цвет и содержащей около 3-10" % СоО. Интенсивность синей окраски при нагревании кварца выше точки ач=ьр перехода несколько снижается. После высокотемпературной термообработки образцы голубого цвета теряют прозрачность и, подобно бесцветному кварцу, выращенному с высокими скоростями, приобретают опаловидный характер, сохраняя прочность 12 179 [c.179]

С (Ня) до 3380 С ( У), плотность-от 0,531 г/см (У) до 22,5 г/см (Оз). Уд. электрич. сопротивление р при 25 °С имеет значения от 1,63 (Ая) до 140 (Мп) мкОм-см. Сопротивление движению электронов (рассеяние электронов) возникает вследствие нарушения кристаллич. решетки из-за теплового движения атомов, а также дефектов (вакансий, дислокаций, примесных атомов). Мерой его является длина своб. пробега электрона. При комнатной т-ре она равна 10 см у М. обычной чистоты и 10 см у высокочистых. Температурный коэф. р (в интервале 0-100 °С) меняется в пределах 1,0-10 (Ня)-9,0-10 К (Ве). При гелиевых т-рах (4,2 К) р практически не зависит от т-ры (ро5,). Его измерение используют для характеристики чистоты и совершенства кристаллов М. Чем больше отношение Р27з/Р4,2, тем чище М. В монокристаллах высокой чистоты оно достигает Нек-рые М. при низких т-рах ста- [c.53]

Для подтверждения высказанного предположения проведена серия первопринципных расчетов нитридов А1, Оа, содержащих примесные комплексы ОаК (2Ве, 2Mg + О), (2Ве, 2Mg + 81), (2Ве, 2Mg + Н), (2С + О), АШ (2С + О), где примеси располагались в соседних узлах решетки матрихц [80—84]. Например, в системе GaN Mg изолированный дефект (М ) генерирует набор локализованных состояний с энергией активации -0,2 эВ. Дополнительное введение химически активных донорных центров (О, Н) приводит к возникновению новых межатомных взаимодействий (в комплексах [2Mg(0, Н)]) и понижению энергии акцепторных примесных состояний по схеме рис. 2.13. Кроме того, указанные взаимодействия в значительной мере редуцируют энергию кулоновского отталкивания одноименно заряженных примесных ионов, увеличивая тем самым растворимость дефекта в матрице, что позволяет регулировать число носителей, а замена дальнодействующего кулоновского рассеяния на короткодействующее рассеяние на комплексах повышает их подвижность. [c.55]

Таким о азом, согласно прогнозам [80—84] использование метода содопирования позволяет 1) уменьшить энергию внедрения примесей в кристалл (т. е. увеличить их растворимость) 2) увеличить подвижность носителя за счет рассеяния на диполях 3) уменьшить энергию примесного уровня акцепторного центра за счет ковалентного расщепления состояний в примесном комплексе. Результатом является возможность плавного изменения свойств нитридов (электрофизических, оптических и т. д.) в широком диапазоне. [c.56]

Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что опалес-цирующий синтетический кварц содержит частицы коллоидно-дисперсной примесной фазы, равномерно распределенные в кристалле. В процессе нагревания (в результате диффузии) примесь образует более крупные сегрегаты, в центре которых возникают изометрические (частично ограненные) пустоты, которые (наряду с микротрещинами) вызывают интенсивное рассеяние света. [c.124]

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]

Для примесных полупроводников возможны два случая. Если эффективные дефекты, возникающие под действием облучения, обладают тем же характером (донорным или акцепторным), что и существовавщие до этого дефекты или примеси, т. е. если они изменяют концентрацию основных носителей тока, то эффект облучения будет очень слаб в этом твердом теле. Концентрация нарущений, существовавщих до облучения, часто составляет 10 — 10 8 на 1 г, т. е. она больше, чем концентрация дефектов, получающихся при облучении. Если образованные дефекты оказывают влияние на концентрацию второстепенных носителей тока, то происходят очень значительные изменения в свойствах твердого тела. Действительно, если учесть, что произведение числа электронов проводимости на число дырок постоянно при данной температуре пр = N ), то изменение числа второстепенных носителей тока приведет к одновременному изменению числа главных носителей тока. Поскольку концентрация второстепенных носителей тока может быть очень низка, даже меньше 10 ° г , то возможно, что в противоположность предыдущему случаю эффекты будут значительны для относительно малых доз радиационной энергии могут наблюдаться изменения типа проводимости образца. Например, в случае германия, когда произведение пр равно 6-10 6, акцепторные уровни (вакансии), образующиеся под действием радиации, играют доминирующую роль [70]. После облучения германия -типа возникает большое число дырок в результате концентрация носителей тока п, а следовательно, и проводимость быстро убывают если доза рассеянной энергии достаточна для создания примерно Ю з эффективных акцепторных дефектов, полупроводник становится собственным полупроводником, причем его проводи- [c.217]

Механизмы размножения Д. (увели чения их суммарной длины в единице объема) основаны на прогибании под действием внешней силы линий Д., закрепленных на своих концах ка-кими-либо препятствиями. Таким удлинением является, напр., переход отрезка дислокации EFG, закрепленного в точках и G, в положение EF G. Притягивающиеся Д. с противоположными векторами Бюргерса, лежащие в одной плоскости скольжения, при сближении аннигилируют (рис., е). Разноименные Д. в различных плоскостях скольжения аннигилируют переползанием. Вследствие этого при высокотемпературном отжиге кристалла, способ ствующем диффузии и переползанию, плотность Д. уменьшается. Распределение Д. в деформированных кристаллах обычно неравномерно. При малой степени деформации (до 10%) они часто располагаются вдоль отдельных плоскостей скольжения, к-рые на поверхности кристалла выявляются методом избирательного травления в виде линий и полос скольжения. С увеличением степени деформации часто возникает ячеис-тая структура, выявляемая электронным микроскопом и по рассеянию рентгеновских лучей. Границы ячеек состоят из густо расположенных Д., размер ячеек обычно около 1 мкм. При размножении Д. средние расстояния между нимисокращаются, их поля напряжений перекрываются и скольжение затрудняется. Чтобы оно могло продолжаться, приложенное внешнее напряжение увеличивают (см. Деформационное упрочнение). Упрочнение кристаллов достигается также введением различных препятствий для движения Д. примесных атомов (в виде легирующих добавок), частиц второй фазы (возникающих в процессе термической обработки диффузионным путем или при бездиффузионных фазовых превращениях), двойников, радиа- [c.368]

В ИК-спектрах, но не в спектрах комбинационного рассеяния появляются новые валентные колебания, отвечающие связям между катионом и молекулой растворителя (см. предыдущие ссылки, а также [128а, 256, 372а, 406, 586, 690а, 843]), В одном случае было показано, что изменение поляризуемости для этого колебания должно составлять не более 10% от изменения поляризуемости, характерного для типичной ковалентной связи С—С1, так что связь между металлом и растворителем предполагается в основном электростатической. Существенная зависимость частоты этого колебания от давления сближает его с колебаниями решетки, а не с внутренними колебательными модами в спектрах кристаллов. Движение можно описать как колебание М+ в клетке растворителя (и, может быть, анионов) по типу примесных центров в ионных кристаллах при фононных возбуждениях [256]. [c.304]

Методы очистки могут быть физическими либо химическими. Физические методы включают дистилляцию, сублимацию, испарение летучих примесей, рекристаллизацию из расплава, фракционную кристаллизацию, электролиз жидкостей или твердых веществ, жидкостную экстракцию, хроматографию, ионный обмен. Важнейшим из них и наиболее общим является предложенный Пфанном метод зонной плавки—частный метод перекристаллизации из расплава (далее мы обсудим его). Все остальные методы полезны в тех случаях, когда зонная плавка неэффективна, или же они используются в сочетании с методом зонной плавки, а область открывает простор для проявления изобретательности, здесь можно применить также такие современные методы, как ионный обмен и хроматография, не получившие пока широкого распространения в этой области. Например, проблема получения сверхчистого никеля с соотношением N1 Ре или N1 Со, равным 10 1, давно ждала своего решения. Вследствие сходства физико-химических свойств всех трех металлов зонная плавка была неэффективной, хотя этим методом удается хорошо очистить никель от всех других примесей. При такой концентрации железо и кобальт препятствуют исследованию энергетических зон никеля по причинам, аналогичным указанным в разд. 4.1 (так как примесные атомы действуют как центры рассеяния электронов). Однако в аналитической химии развиты методы ионообменного разделения железа, кобальта и никеля. Если железо и кобальт отделить от никеля этим способом в водном растворе соли, а затем никель электролитически осадить и подвергнуть зонной плавке, с тем чтобы отделить от других элементов, то можно получить металл высокой степени чистоты с содержанием примесей железа и кобальта в десять —сто раз меньшим, чем при любых других доступных методах очистки. [c.212]

Подобный метод анализа применили Хиккам для определения следов серебра и меди [53] и Хониг для определения примесей в полупроводниковом германии [54]. Образцы поместили в маленький тигель внутри ионного источника пики, соответствующие искомым элементам, непрерывно контролировали с повышением температуры тигля. Интегральные интенсивности ионных токов соответствующих масс служили мерой содержания примесных элементов в образце. В обеих работах [53, 54] авторы считали, что концентрация элемента пропорциональна интенсивности пика. Ограничения чувствительности метода в этом случае также связаны с вакуумом и фоном. По мере повышения температуры тигля интенсивность фона и рассеянных ионов растет, имитируя наличие примеси, даже если она в образце отсутствует. Устранение этого эффекта связано с применением ультравакуумной техники. [c.110]

Криогенная электроника. Криогенные устройства работают при охлаждении жидким азотом или жидким гелием, т. е. в области температур 4—100° К. С понижением температуры увеличивается рассеяние носителей тока на примесных атомах. Поэтому присутствующие в полупроводниках примеси могут служить серьезным препятствием или ограничивать использование того плп иного материала в криогенике. По этой причине, например, затруднено применение 1п8Ь, который обладает ценными для электроники свойствами, но который еще не научились получать в достаточно чистом виде. [c.152]

Целесообразно упомянуть о возможности определения состояния примесных инертных газов в ионных кристаллах, используя метод каналирования . Изучение кристаллических дефектов этим методом описано в ряде прекрасных обзоров (см., например, [3]), однако в области ионных кристаллов работав этом направлении лишь начинается. При облучении кристалла какими-либо частицами, например протонами, условия их прохождения зависят от направления падающего пучка. Известно, что частица, движущаяся внутри полости, ограниченной совокупностью соседних параллельных друг другу цепочек из атомов, испытывает в результате электростатического взаимодействия с атомами решетки переменные отражения от стенок канала. Таким образом, в кристалле существуют определенные направления сравнительно легкого проникновения движущихся по этим направления каналированных частиц. Рассеяние под значительным углом, вызванное тем или другим центром рассеяния, естественно, вызывает деканализацию. [c.160]