Концентрации электронов в зоне проводимости

Переходу каждого электрона в зону проводимости соответствует возникновение одной дырки в валентной зоне, поэтому концентрации электронов и дырок равны п = р. Тогда К = п я концентрация электронов в зоне проводимости, т. е. концентрация носителей тока в полупроводнике, составит [c.189]

Переход электрона с примесного уровня в зону проводимости сопровождается исчезновением нейтрального атома и образованием соответствующего положительного иона. Равновесная концентрация электронов в зоне проводимости и ионов примесей может быть определена по формуле [c.126]

Концентрация электронов в зоне проводимости в интервале энергий от е до е 6, очевидно, равна /о (е) е, а полная концентрация электронов в зоне проводимости [c.244]

В кристаллах диэлектриков пересечение границ зон еще не наступило и ширина запрещенной зоны велика - АЕ > 500 кДж. В этих кристаллах электроны в зоне проводимости практически отсутствуют, а для их возбуждения требуется такая большая дополнительная энергия, что кристалл разрушается (например, плавится) раньше, чем создается заметная концентрация электронов в зоне проводимости. [c.89]

Теория ударной ионизации рассматривает условия, приводящие к существенному увеличению концентрации электронов в зоне проводимости диэлектрика. Сам акт ударной ионизации обычно представляют следующим образом. Электрон, находящийся в зоне проводимости, получает за единицу времени некоторую энергию А от электрического поля, а, с другой стороны, тратит энергию В на столкновения с колебаниями решетки (энергия В передается диэлектрику в виде теплоты). Если обеспечены условия, при которых А> В, то электрон, разгоняясь в электрическом поле, непрерывно увеличивает свою энергию относительно дна зоны проводимости. Как только АЕ становится больше энергии ионизации /, равной ширине запрещенной зоны, то этот электрон с некоторой вероятностью может передать энергию / другому электрону, относящемуся к валентной (заполненной) зоне, переводя его при этом в зону [c.25]

Сэ — термодинамическая концентрация электронов в зоне проводимости полупроводника [c.7]

В экспериментальной практике исследования различных адсорбционных и коррозионных процессов в последние годы находят широкое применение тонкопленочные датчики из различных металлов [28]. Современная теория физических процессов, развивающихся в тонких металлических пленках, в ряде случаев позволяет объяснить влияние адсорбированных частиц на электрофизические свойства тонких пленок. Изменение состояния поверхности металлической пленки при адсорбции на ней молекул адсорбата может существенно влиять на ее электропроводность. Так, если адсорбция сопровождается обменом электронами между адсорбированной частицей и металлом, может измениться концентрация электронов в зоне проводимости металла и, следовательно, электропроводность пленки. Предполагается, что если адсорбированная частица имеет большее сродство к электрону, чем атом металла, то адсорбция ве-,дет к снижению электропроводности пленки (акцепторные свойства частиц). Напротив, адсорбированные частицы, отдающие свои электроны металлу (донорные свойства), повышают электропроводность пленки [29]. [c.31]

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]

Проводимости. Таким образом, происходит увеличение концентрации электронов в зоне проводимости. [c.26]

Этот критерий имеет очень простой физический смысл значение S = Жпр представляет собой минимальную напряженность поля, выше которой концентрация электронов в зоне проводимости начинает возрастать с течением времени, несмотря на рекомбинацию медленных электронов. [c.27]

Первым таким эффектом является изменение электропроводности полупроводника. Действительно, концентрация электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне определяется положением уровня. Ферми в запрещенном участке между зонами. внутри кристалла. Вследствие искривления зон,.как это видно из рис. Па и lie, концентрация свободных электронов и дырок на различных сечениях полупроводника,, параллельных адсорбирующей поверхности, оказывается различной. Это вызывает изменение электропроводности в приповерхностном слое-полупроводника, что, в случае достаточно маленького кристалла, может заметным образом отразиться >на общей электропроводности образца. Чем больше загиб зон, т. е. чем больше Дб, тем больше изменение электропроводности. [c.73]

Как уже указывалось, электроны имеют тенденцию переходить из мелких ловушек в более глубокие. Пользуясь методом термовысвечивания, можно проследить за этим процессом. Как видно из рис. 32, при увеличении продолжительности возбуждения люминофора увеличивается отношение интенсивности низкотемпературного пика, отвечающего более мелким ловушкам, к интенсивности высокотемпературного пика. Это объясняется тем, что глубокие ловушки заполняются быстрее, чем мелкие. Аналогичный процесс миграции дырок от одних центров свечения к другим с более глубоким расположением основного уровня приводит к изменению цвета свечения в процессе термовысвечивания. Поскольку при термолюминесценции произведение концентрации ионизованных центров свечения Ыа на концентрацию электронов в зоне проводимости п мало вследствие малой величины п, то процесс перехода дырок от одних центров к другим происходит при более низких температурах, чем это имеет место в процессе возбуждения. [c.72]

Выражение (1.35) показывает, от каких факторов зависит концентрация электронов в зоне проводимости. Аналогичное выражение [c.27]

Полупроводник обладает и еще одной особенностью. Малая -концентрация электронов в зоне проводимости или дырок в валентной зоне нередко приводит к тому, что под воздействием межфазной разности потенциалов в поверхностном слое полупроводника возникает слой объемного заряда, распространяющийся на большую или меньшую глубину. В результате, по сравнению с объемом полупроводника, у поверхности может существенно измениться концентрация носителей тока (дырок или электронов) и тогда положение зон соответственно сдвигается по отношению к уровню Ферми. Качественно это показано па рис. 50. Иногда такое смещение приводит даже к изменению механизма процесса. Так, возможно, что при большом катодном перенапряжении электроны в раствор будут переходить главным образом из зоны проводимости (рис. 50 в), в то время как при равновесном потенциале обмен идет за счет дефектных уровней валентной зоны (рис. 50 б). Геришер в своей работе рассмотрел и этот эффект. [c.154]

Т. е. концентрация 2п в реакции (а) уменьшается и увеличивается концентрация электронов в зоне проводимости, повышается уровень Ферми и усиливаются характеристики л-типа, или электронодонорная способность полупроводника. И наоборот, если заменить ион одновалентным ионом, например то в результате реакции [c.53]

Пусть N означает концентрацию центров захвата, ап — концентрацию ионизованных центров свечения или, что все равно, концентрацию электронов на уровнях захвата, если при этом пренебречь концентрацией электронов в зоне проводимости. [c.78]

Здесь N означает концентрацию электронов в зоне проводимости п — концентрацию локализованных положительных дырок, V — Концентрацию электронов на уровнях захвата, VI — общее число электронных акцепторных уровней, отнесенное к 1 см . Коэффициенты р, А1 и Аз характеризуют соответственно вероятность высвобождения электрона с уровня захвата, вероятность рекомбинации, [c.248]

Фотовозбуждение электронов в идеальных полупроводниковых кристаллах при Г = О может идти по поверхностному и объемному механизмам генерации [73]. Отличие от металлов проявляется в том, что объемное фотовозбуждение, играющее обычно у полупроводников главную роль, обязательно сопровождается меж-зонными переходами, поскольку концентрация электронов в зоне проводимости пренебрежимо мала. Межзонные переходы принято разделять на прямые и непрямые. При прямых переходах, которые в схеме приведенных зон выглядят как вертикальные (рис. 8.3), во взаимодействии принимает участие один электрон с начальной энергией и фотон с энергией Йсо. Поскольку импульс фотона во взаимодействии Йсо/с пренебрежимо мал, квазиимпульс электрона в кристалле в схеме приведенных зон после взаимодействия не изменяется рг = р . Одновременно происходит переход электрона в другую зону и выполняется закон сохранения энергии [c.143]

В нейтральном объеме полупроводника концентрация электронов в зоне проводимости определяется уравнением [c.392]

Таким образом, любые причины (адсорбция кислорода, изменение температуры), изменяющие концентрацию электронов в зоне проводимости полупроводникового катализатора, не только должны изменять электропроводность кристалла, но симбатно с ней изменять каталитическую активность, что и подтверждается опытными данными. [c.503]

Допустим, что имеется один тип ловушек, обменивающихся электронами только с зоной проводимости. В таком случае концентрация электронов в зоне проводимости при затухании определяется уже не только рекомбинацией, т. е. уравнением (1.11), но и захватом. На основании тех же соображений, какие привели к уравнениям (1.11) и (1.19), можно принять что число актов захвата электрона ловушкой в единицу времени определяется произведением ази Уз—Пз)п, где Оз —эффективное сечение захвата, зависящее от природы центра Vз — общая концентрация ловушек Пэ—концентрация захваченных электронов. С другой стороны число актов освобождения электронов из ловушек, протекающего как мономоле-кулярный процесс, равно шпз. Поэтому можно записать следующее выражение для скорости изменения числа захва- [c.22]

Общая концентрация электронов в зоне проводимости [c.135]

Классы чистоты. Исключительная чувствительность полупроводников к следам примесей влечет за собой ряд чисто технологических и экономических следствий их необычной диаграммы состояния. Одним из важнейших является поставленная в неслыханном до сего времени аспекте проблема особочистых веществ для полупроводниковой техники. В самом деле, если, как это было до самого последнего времени, свойства фаз практически не изменяются с добавлением примесей в концентрации, меньшей 10" %,то вещества с суммарным содержанием последних в 10 % (т. е. с содержанием основного вещества 99,99 %) являются вполне чистыми для научных и практических целей. Но уже промышленность мирного использования атомной энергии поставила на повестку дня в сороковых годах нашего века задачу очистки ряда веществ от некоторых примесей (например, имеющих высокие сечения захвата нейтронов, типа бора) до содержания их порядка 10" —10 %. И лишь полупроводниковая техника впервые столкнулась с необходимостью в иных случаях довести содержание примесей до 10" —10 %. В [12], [70] была принята на ближайшие годы нижняя граница содержания примесей 10" %. Там указывалось, что чистый полупроводник с шириной запрещенной зоны в 1 эв имеет при комнатной температуре в зоне проводимости примерно 10 электронов на 10 атомов в 1 см . Если каждый атом примеси, концентрация которой равна 10" ат. %, отдаст в зону проводимости 1 электрон, то всего будет отдано 10 /10 = 10 атомами примеси 10 электронов, что соизмеримо с исходной концентрацией электронов в зоне проводимости беспримесного полупроводника. Очевидно, что граница чувствительности к примесям, смещаясь в ту или другую сторону, в зависимости от ширины запрещенной зоны полупроводника и от условий его применения лежит в среднем около 10 ат. %. [c.588]

Выяснение причин этого несоответствия, а также возможности повышения концентрации электронов в зоне проводимости сильно легированных кристаллов представляется нам одной из важных задач физического материаловедения полупроводников. [c.261]

Расчет концентрации свободных носителей в полупроводнике является важнейшей составной частью статистики электронов. От концентрации носителей зависят важнейшие свойства полупроводников. Собственная проводимость объясняется перебросом части электронов из заполненной зоны в зону проводимости с затратой энергии, равной ширине запрещенной зоны. При этом число электронов в зоне проводимости точно равно числу дырок в валентной зоне. Обозначим энергию электрона на дне зоны проводимости Е , а на верхней границе валентной зоны — 1. Чтобы рассчитать концентрацию электронов в зоне проводимости и число дырок в заполненной зоне, предварительно определяют число электронных состояний между и + с1Е. Для этого в пространстве импульсов выделяется поверхность, отвечающая всем состояниям с заданной энергией Е. Это будет поверхность шара с радиусом р (рис. 9), который определяется отношением (1.7), откуда [c.26]

На скорость восстановления ионов металлов влияет концентрация электронов в зоне проводимости 2я0. Причем, как видно из рис,2, изменение ( концентрации донорных уровней ) ведет к изменению эфд)вктивного коэффициента переноса, что может быть обусловлено перераспределением скачка потенциала на границе раздела фаз. [c.121]

При т-рах вблизи О К все собств. электроны П. находятся в валентной зоне, целиком заполняя ее, а примесные электроны локализованы вблизи примесей или дефектов, так что своб. носители заряда отсутствуют. С повышением т-ры тепловое движение выбрасывает в зону проводимости преим. электроны примесных атомов-доноров, поскольку энергия иоиизации донора меньше ишрины запрещенной зоны. Концентрация электронов в зоне проводимости при этом во много раз больше концентрации дырок в валентной зоне. В таких условиях электроны наз. основными носителями в П. и-типа, аналогично дырки-основными носителями в П. / -типа. После полной ионизации всех доноров доминирующим процессом оказывается выброс из валентной зоны в зону проводимости собств. электронов П При нек-рой т-ре их концентрация в зоие проводимости становится сравнимой с концентрацией примесных электронов, а потом и во мн. раз большей. Это температурная область собств. проводимости П., когда концентрации электронов п и дырок р практически равны. [c.56]

Введение добавки можно осуществить просто, выдерживая полиацетилен в среде газообразного или жидкого легирующего реагента. Происходящие ири этом реакции подобны хорошо известным реакциям образования соединений включения графита (гл. 2), при которых молекулы или ионы внедряются между слоями атомов углерода электропроводность графита меняется в зависимости от того, увеличивают или понижают внедренные частицы концентрацию электронов в зоне проводимости графита. По отношению к полиацетилеиу такая добавка, как бром, играет роль акцептора электронов, что можно отразить с помощью формулы (СН) +Вг . В этом соединении, по-видимому, происходит частичный или полный перенос заряда от двойных связей полиацетилена к атомам брома, но следует заметить, что до конца электронное строение полиацетиленовых пленок еще не выяснено. В первую очередь не понятен механизм переноса электронов от одной полиацетиленовой молекулы к другой. Этот вопрос необходимо рассматривать, учитывая морфологию пле- [c.280]

Определяющая роль ширины запрещенной зоны, а не типа проводимости, вероятна в случае катализа и адсорбции на полупроводниках с малой шириной запрещенной зоны. Изучая адсорбцию О2 на Се, Делл [82] не обнаружил разницы в адсорбционной способности п- и р-Ое. Этот результат он объясняет участием междузои-пых переходов электронов в адсорбции на полупроводниках с малой величиной и. Величина хемосорбции Оз на Ое. но Деллу, в отличие от ее начальной скорости, не связана с начальной концентрацией электронов в зоне проводимости. [c.26]

Если у полупроводников с собственной проводимостью, т. е. р-полу-проводников, для которых разность / — Ас мала, или у п-полупроводни-ков, для которых мала разность 117 — Ас, могут происходить процессы переноса зарядов, то вполне возможно, что реакции твердых органических веществ будут проходить в неравновесных условиях, потому что для достижения равновесных значений концентраций электронов в зоне проводимости и концентраций дырок в валентной зоне необходимо время после того, как эти концентрации изменены под действием на поверхность потоков электронов или света. В этом случае будут применимы условия, аналогичные тем, которые указал Дьюалд [24]. [c.694]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология