Диаграмма энергетических зон кремния

Рис. 73. Модель образования электронной примесной проводимости в кремнии и германии а — в плоском изображении б — в зонной энергетической диаграмме д — донорный уровень — энергия активации донора 1+ — за-

На рис. 26.3 представлена диаграмма энергетических зон идеальной структуры МДП в отсутствие разности потенциалов. Допустим, что полупроводником является кремний с акцепторной примесью, т.е. кремний / -типа. Обозначим энергетический барьер переноса электронов через диэлектрик символом фв- Как показано на рисунке, в состоянии равновесия уровни Ферми металла и кремния совпадают, а потенциал и распределение заряда везде постоянны. Если же к металлу приложить напряжение, а кремний заземлить, то система выйдет из равновесного состояния и уровни Ферми металла и кремния разделятся, причем разность между ними будет пропорциональна приложенному напряжению. Система становится, таким образом, своеобразным заряженным конденсатором, заряженными пластинами которого являются металл и полупроводник. [c.387]

Если к металлу приложен отрицательный потенциал, а кремний заземлен, то создающееся электрическое поле будет притягивать положительно заряженные дырки в кремнии к границе раздела кремний-диэлектрик, а электроны металла-к границе металл-диэлектрик. На рис. 26.4, а представлена диаграмма энергетических зон такого состояния, известного под названием накопление . Символами ( + ) вблизи валентной зоны обозначены накопленные на границе раздела кремний - диэлектрик дырки. Обратите внимание на то, что, поскольку на диаграммах более высокоэнергетические электроны принято располагать выше, уровень Ферми металла оказывается выше уровня Ферми кремния, несмотря на более низкую энергию электронов металла. Здесь [c.387]

Придать электропроводность кремнию можно, введя в его кристалл атомы другого гемента. Кремний превращается в полупроводник и-типа, если кристалл легирован томами элементов V группы периодической таблицы, например фосфора или мышья-I. У последних число валентных электронов больше, чем у атомов кремния, поэтому ж включении в решетку кристалла они отдают электроны кристаллу. Как показано 1 диаграмме энергетических зон (см. рис. 26.2, а), энергетический уровень электронов тирующего элемента Е лежит в запрещенной зоне вблизи зоны проводимости. При )мнатной температуре энергия большинства электронов донорного уровня Е доста- [c.385]

С помощью РЭ-спектров точно устанавливаются энергии НМО внутренних электронов, следовательно, определяется порядок заселения этих орбиталей, имеющих очень важное значение при правильном построении энергетических диаграмм молекул. Кроме того, РЭ-спектроскопия, как и рентгеновская спектроскопия, дает возможность исследовать степень ионности ковалентной связи. Образование химической связи между неодинаковыми атомами приводит к асимметрии результирующего электронного облака, которая изменяет эффективные заряды атомных остовов, в результате чего происходит сдвиг энергий АО. Только в методе РЭ-спектро-скопип энергетические сдвиги внутренних АО изучаются по Ь кин, испускаемых исследуемым веществом электронов. В табл. 16 приведены сдвиги энергий АО для кремния, алюминия, углерода и фосфора в некоторых твердых соединениях этих элементов по данным РЭ-спектроскопии. Положительные сдвиги соответствуют возникновению положительного эффективного заряда на атомах элемента, а сдвиги с отрицательным знаком (в сторону уменьшения энергии) свидетельствуют возникновению отрицательного эффективного заряда. [c.185]

Среди материалов, обладающих электрическими свойствами, обычно рассматр йвают проводники, полупроводники и диэлектрики. Различия между ними определяются характером химической связи и структурой энергетических зон, возникающих в результате взаимодействия атомов или ионов, составляющих кристаллическую решетку. Энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла в отличие от диэлектрика характеризуется более узкой полосой запрещенных энергий. Некоторые важнейшие полупроводниковые материалы для электронной техники уже были рассмотрены (германий, кремний, арсенид галлия). В то же время существует много перспективных соединений типа А В (А —Оа, 1п В -8Ь, Аз, Р) и А В1 (А11-2п, Сс1, Hg В -5, 8е, Те). Первые из них обладают исключительно высокой подвижностью носителей заряда, а вторые позволяют в широком интервале изменять ширину запрещенной зоны. Среди диэлектриков со специальными свойствами в первую очередь следует выделить сегнето- и пьезоэлектрические материалы для квантовой электроники, включая активные среды лазеров и мазеров. Первые из них склонны к поляризации только пол влиянием внешних механических воз- [c.164]

Распространенности следующих за гелием трех элементов — лития, бериллия н бора — энергетические условия Вселоппой не благоприятствуют. По-видимому, эти ядра ие выдерживают высоких звездных температур они или разваливаются, или вступают в термоядерные реакции с протонами. Зато, начиная с шестого элемента —углерода— и по четырнадцатый —кремний (исключая фтор), на диаграмме расиространенностн вновь возникают пики той или иной высоты. Среди них возвышаются пики кислорода II неона, делящие по космическому обилию третье и четвертое моста. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология