Дырки и электроны

Когда в полупроводнике присутствуют в сравнимых количествах дырки и электроны, суммарный эффект Холла обычно выражается следующим образом [c.178]

Сначала освещение приводило к тому, что поверхностный потенциал фв становился более положительным на величину, которая еще более увеличивалась при осушке камеры. Дальнейшее освещение изменяло величину фз в обратном направлении, причем этот процесс шел быстрее в темноте и в неосушенной камере. В конце концов знак фз изменялся. Авторы объяснили эти результаты существованием барьерного слоя на свободной поверхности кристаллвиолета. Свет приводил к образованию пар дырка— электрон, причем дырки и электроны рекомбинировали по бимолекулярному механизму. Так как на поверхности пленки возможно присутствие различных кристаллических граней и каждая грань, по крайней мере в принципе, имеет свой собственный поверхностный потенциал, то для окончательного решения вопроса необходимы, по-видимому, данные по монокристаллам. [c.673]

Из теоретического расчета Оверхаузера следует, что если образование положительной дырки и электрона у соседнего иона щелочного металла происходит под действием света, то связанная с этим процессом полоса поглощения должна иметь мультиплетную структуру. Если учесть в случае кристалла типа хлористого натрия [c.16]

Таким образом, хотя ионные пары в конденсированных веществах и не расходятся очень далеко, однако в зависимости от состояния среды дырка и электрон могут находиться в разлуке от 10" сек. до практически сколь угодно долгого времени. В свете сказанного выше о ионно-молекулярных реакциях действительно ясно, что последние будут успевать проходить до возвращения электрона к своему иону. [c.196]

За последние годы теория кристаллических детекторов получила в трудах советских физиков значительное развитие в новом направлении. Это направление исходит из высказанных в 1937 году А. Ф. Иоффе и А. В. Иоффе представлений о процессах, имеющих место при соприкосновении двух полупроводников, из которых один является дырочным, а другой—электронным. Согласно этим представлениям при прямом направлении тока дырки и электроны с двух сторон приближаются к границе раздела соприкасающихся полупроводников типов га и На границе происходит нейтрализация положительного заряда дырок электронами. При обратном направлении тока дырки и электроны расходятся, и в тонком слое по обе стороны границы имеет место обеднение носителями заряда. Сопротивление слоя увеличивается, и он превращается в запирающий слой. [c.225]

Фотоионизация с выбросом электрона в среду — характерный процесс двухквантовой фотохимии. При действии ионизирующей радиации на вещество основным первичным процессом также является образование катион-радикала (дырки) и электрона. В обоих случаях дальнейшие химические превращения определяются конкуренцией следующих процессов 1) рекомбинации электрона с первичным катион-радикалом, 2) захвата электрона молекулой акцептора и последующей нейтрализации зарядов. Со- [c.32]

Часто наблюдается, что поглощающий и реакционный центры в веществе не совпадают. В этом случае должна происходить миграция экситона или электрона. Природа дает прекрасные примеры такого рода. Кальвин 2 предположил, что в процессе фотосинтеза поглощенный фотон генерирует дырку и электрон, которые мигрируют раздельно, осуществляя процессы окисления и восстановления. [c.74]

Авторы [14—20] вычисляли искажение электронной плотности, пользуясь методами теории возмущений и рассматривая возбужденные состояния кристалла как кристалл с дыркой и электроном проводимости с различными волновыми векторами. [c.144]

Казалось бы, что наложение двух видов дефектов создает одновременно дырки и электроны, но, очевидно, можно предвидеть, что произойдет рекомбинация. Дей- [c.62]

Большое сечение для захвата электрона нейтральным центром онределяется поляризуемостью центра в поле приближающегося к нему электрона. В этом случае адсорбция полярной молекулы эфира вблизи центра может привести к сильной и постоянной но направлению поляризации центра, вследствие чего поляризуемость его резко уменьшится. Соответственно уменьшится иссечение захвата электрона, а отношение сечений захвата дырки и электрона возрастет, что мы и наблюдали в наших экспериментах. [c.84]

Дырки и электроны в процессе анодного растворе [c.3]

Граница раздела между слоями называется п—/7-переходом. Кристалл проводит ток в том случае, когда напряжение, приложенное к его поверхности, направляет электроны в -области и дырки, в р-области, к п—/7-пе-реходу, где одно движение переходит в другое, и ток, идущий по кристаллу, не прерывается. При обратном направлении напряжения, когда дырки и электроны движутся от п—/7-перехода, в этом месте уже нет взаимного перехода дырчатого и электронного потоков, и ток разрывается. В настоящее время слои различной проводимости в кристалле получают методом диффузии веществ, обеспечивающих м-проводимость в пластинку кремния. [c.408]

У ш]Р ККу К . (Х.6) Равновесие между дырками и электронами рассмотрено в разделе IX. 1.5 И описывается уравнением [c.238]

Остается открытым вопрос о том, являются ли контакты с органическими веществами омическими контактами (в смысле свободной инжекции электронов или дырок). Может быть, следует различать разряжающиеся электроды, которые инжектируют электроны или дырки только при подходе носителей, и инжектирующие электроды, создающие в веществе избыточные дырки и электроны. Данные Коммандера и Шнайдера [84], касающиеся явлений поляризации в антрацене, по-видимому, указывают на существование такого различия. [c.21]

При воздействии излучения или при наложении электрического поля в газообразном веществе возникают пары зарядов — электрон и первичный положительный ион. В дальнейшем в результате взаимодействия с молекулами среды они могут трансформироваться в отрицательный ион и вторичный положительный ион. В конденсированной среде в тех же условиях возникают дырка и электрон проводимости (квазисвободный электрон), которые в дальнейшем могут локализоваться в положительный ион и сольватированный (стабилизированный) электрон. Во всех случаях наблюдается образование пар разноименных зарядов, причем их концентрация существенно превышает термодинамически равновесную, поэтому избыточные заряды должны исчезнуть в реакции нейтрализации (рекомбинации) зарядов [c.79]

Выпрямитель с элеКтро(нно-дырочным переходом (р—га-переходом) конструируют таким образом, что р- и л-кристаллы находятся в контакте между собой (рис. 18.8). Противоположные концы кристаллов соединены с металлическими пластинами, служащими вводом. При наложении потенциала, вызывающего передвижение как дырок, так и электронов в направлении контакта между кристаллами, дырки или электроны легко переходят к соответствующим металлическим пластинам через место контакта (между кристаллами) и обеспечивают непрерывный электрический ток. Однако если потенциал приложить в обратном направлении, то дырки и электроны будут перемещаться от плоскости контакта между кристаллами (нижняя схема рис. 18.8). Новые дырки быстро образоваться не могут, так же как и электроны не могут проникать через контакт между кристаллами,— для этого процесса энергию электрона необходимо повысить от связывающей орбитали (для германия от тетраэдрической гибридной 454рЗ-орбитали) до возбужденной 55-орбитали, а скорость такого процесса определяется температурой (экспоненциальный фактор Аррениуса для скорости реакции разд. 10.4). Вследствие этого область вблизи контакта между кристаллами оказывается без носителей электричества и ток прекращается. [c.538]

В первом случае поглощение сопровождается либо переходом электронов внутри электронной оболочки активатора на более высокие энергетические уровни, либо полным отрывом электрона от активатора и переходом активатора ионизованное состояние (образуется дырка ). Во втором случае, при поглощении энергии основой, в основном веществе образуются дырки и электроны. Дырки могут мигрировать по кристаллу и локализоваться на центрах люминесценции. Излучение происходит в результате возвращения электронов на более низкие (исходные) энергетические уровни Или при воссоединении (рекомбинации) электрона с ионизованным центром (дыркой). Люминофоры, в которых люминесценция (поглощение и излучение энергии) связана с электронными переходами в пределах люминесцентного центра, получили название характеристических. Активаторами в таких люминофорах являются ионы переходных и редкоземельных элементов, а также ртутеподобные ионы. Кри- еталлическая решетка основы, как правило, мало влияет на электронные переходы внутри центра, поэтому спектры возбуждения и люминесценции в основном определяются природой активатора. [c.5]

Основой светодиода является полупроводниковый диод (р—п или другой хшжектирующий переход). При пропускании тока через диод в электронную и дырочную области перехода инжектируются неосновные носители тока (дырки и электроны). Рекомбинация этих носителей с основными носителями тока (электроны в /г-области н дырки в р-области) сопровождается излучением. [c.143]

Бромид серебра. Хеджес и Митчелл [31] недавно показали, что при освещении прокаленных кристаллов бромистого серебра осадок серебра образуется в дислокациях внутри кристалла, даже если его нет на поверхности. Ионы брома в рещетке на свету диссоциируют на положительные дырки и электроны, например Вг 4-/ v—>Вг+е, и эти дырки и электроны диффундируют к тем местам, где они улавливаются. Улавливаются они как на поверхности, так и в дислокациях. Электроны улавливаются в дислокациях, но некоторые положительные дырки диффундируют к поверхности, где в результате реакции их с соседними ионами брома получаются молекулы брома. Последние выделяются, и в решетке образуются вакансии. Возникает пространственный заряд, который нейтрализуется при движении вакансий к дислокациям, где образуются зародыши серебра. Этот тип разложения твердого вещества возможен, однако, только в том случае, если вакансии обладают подвижностью, как в случае бромида серебра. Тем не менее он имеет общее значение, так как проливает свет на механизм образования зародышей внутри решетки твердого вещества. [c.313]

Изложенные выше теоретические положения применимы не только к металлам, но и к полупроводникам, несмотря на то что в последнем случае уровень Ферми находится в запрещенной зоне и ни один электрон не может находиться на Ер, как это видно из рис. 1, б. Однако при этом потенциал си.лы изображения уже не выражается величиной —е /4х, концентрация электронов или дырок в приповерхностных слоях или обеднение последних дырками и электронами заметно влияют на величину % На рис. 1, б представлена схема для полупроводника гг-типа, характеризующегося обеднением поверхности электронами. Интересно, что хотя положение Ер можно смещать в запрещенной зоне вниз или вверх путем внесения соответствующих донорных или акцепторных примесей, оказывается, что, например, в кремнии потенциа.т приповерхностного слоя почти полностью компенсирует изменения р, в довольно широкой области, и работа выхода практически остается постоянной [1]. Некоторые методы измерения, требующие, чтобы э.лектроны находились на уровне Ер, оказываются неприменимыми непосредственно к по.лупроводникам. [c.106]

Кристаллический диод — это полупроводниковый прибор с двумя выводами, который обладает способностью пропускать ток в одном направлении и не пропускать в обратном. Его изготавливают из кремния или германия частично р- и частично п-типа, как схематически показано на рпс. 27-1. Когда источник напряжения соединен отрицательным полюсом с -областью и положительным с р-областью, основные носители в обеих зонах движутся к рп-переходу. В области перехода электроны из /г-зопы рекомбинируют с дырками р-зоны, и таким образом осуидествляется перепое тока. При обратном включении, когда п-зоиа положительна, а р-зона отрицательна, дырки и электроны уходят от перехода, оставляя промежуточную область без носителей, так что ток протекать не может (исключая короткий переходный период, когда напряжение только что приложено). [c.553]

Авторы [321 подсчитали, что в графите тяжелых носителей тока примерно в пять раз больше, чем легких, причем тяжелыми носителями являются дырки и электроны с массами 0,07то и 0,05то, а легкими — дырки и электроны с соответственно меньшими эффективными массами 0,028то и 0,015 0. [c.235]

Можно предположить, что этот эффект имеет химическую природу. В этом случае можно думать, что молекула воды диссоциирует на поверхности германия и или протон, или гидроксил насыщают свободную валентность поверхностного центра, наличием которой и обусловливается поверхностный рекомбинационный уровень. В этом случае эффект нейтрализации должен обладать двумя характерными особенностями. Во-первых, ов возможен только с легко диссоциирующими молекулами, дающими при этом ионы или радикалы, способные насытить свободную валентность рекомбинационного центра. Во-вторых, трудно допустить изменение параметров рекомбинационного центра. Центр может либо функционировать, имея определенное значение энергетического уровня и эффективных сечений захвата дырки и электрона, когда свободная валентность не насыщена, либо не функционировать в качестве рекомбинационного центра, когда валентность насыщена. [c.78]

При прогреве в эфире процесс активации поверхностных центров протекает также аналогично случаю прогревов в вакууме Если при этом учесть совпадение кривых, измеренных до прогрева в эфире, с таковыми в бензоле и вакууме в течение начальной стадии откачки, то можно утверждать, что сам эфир не вносит новых поверхностных центров рекомбинации. В то же время, как следует из рис. 1 и 2 и табл. 1, адсорбция эфира вызывает смещение положения максимума кривых от значения поверхностного потенциала, близкого к ЗкТ1д, характерного для случаев вакуума и бензола, к значению, близкому к 6 кТ/д. Так как положение максимума кривой = / Ув) определяется величиной отношения сечений захвата дырки и электрона, то это свидетельствует о существенном изменении параметров существующих на поверхности рекомбинационных центров или, по крайней мере, их части. Полученное нами смещение максимума соответствует изменению отношений сечений захвата дырки и элект- [c.83]

Во всем диапазоне температур необходимо сделать три отдельных измерения проводимости в отсутствие света, силы терморезонансного тока и силы фототока. Измерения темновой проводимости являются основными, к ним приводят два других измерения. Сначала пробу охлаждают до температуры жидкого азота и измеряют темповую проводимость. По достижении 77° К пробу освещают очень ярким сфокусированным светом источника типа лампы для микроскопа. Под действием света в пробе образуются дырки и электроны и заполняются ловушки. Затем свет выключают и пробу нагревают в темноте. Как только температура пробы повышается до заданной величины, замеряют превышение тока над нормальным темповым током. Этот избыток тока обусловлен носителями заряда, освобождающимися из ловушек и приводящих к возникновению терморезонансного тока. Наконец, измеряют усиление во всем интервале температур при непрерывном освещении пробы светом известной интенсивности. Ток, превышающий темновой, и есть фототок. [c.390]

В присутствии плавиковой кислоты скорость осаждения металла будет лимитироваться диффузией молекул НР к анодным микроучасткам кремния. При соприкос-.новении монокристалла кремния с электролитом на его ловерхности, как показал Тарнер возникает значительное количество избыточных носителей тока. Эти избыточные дырки и электроны диффундируют в глубь полупроводника и из.меняют градиент концентрации неосновных носителей тока между объемом и поверхностью кремния. В результате этого потенциал р-кремния в растворах электролитов несколько сдвигается в положительную сторону, а потенциал п-кремния — в отрицательную. Аналогичное явление наблюдается, если избыточные дырки и электроны возникают в результате действия света. Стационарные потенциалы химически протравленной и шлифованной поверхностей кремния р-и п-типа не только различаются между собой, но и изменяются во времени, начиная с момента погружения образца в электролит. Если поверхность электрода химически протравлена в смеси плавиковой и азотной кислот, то через 3 мин после соприкосновения с электролитом стационарный потенциал становится постоянным во времени, причем он равен приблизительно для р-типа —80 мв, а для п-типа —210 мв против насыщенного каломельного электрода. Потенциал шлифованного п-кремния в течение первых трех минут более положителен, чем р-кремния, однако в дальнейшем он резко с Нещается в отрицательную сторону и происходит перемена полярностей. Таким образом, во всех случаях после истечения 3 мин с момента начала обработки анодный процесс протекает на имеющих более отрицательный потенциал п-участках кремния, а осаждение металла [c.175]

Ианокластеры (или, как называют их физики, квантовые точки) позволяют создавать лазерные устройства с регулируемой длиной волны за счет размера нанокластера. Как известно, в массивном твердом теле со свойствами полупроводника электроны могут находиться на энергетических уровнях, образующих зоны. Возбуждение электрона за счет наложения электрического напряжения или светового воздействия может перенести электрон с нижней по энергии валентной зоны через запрещенную зону в зону проводимости. Такой перенос должен сопровождаться возникновением дырки в валентной зоне. Через некоторое время, определяемое временем люминесценции, возбужденный электрон может упасть в соответствующую дырку, выделяя энергию, равную разности энергий между зоной проводимости и валентной зоной. Эта энергия может выделиться радиационным способом в виде фотона или нерадиационным способом, например за счет взаимодействия с фононами в твердом теле. Для массивного твердого тела эта энергия неизменна, в случае же нанокластера эта энергия может изменяться, что дает возможность создания лазера с различной цветовой гаммой излучения. Кроме того, в нанокластере из-за квантового офаничения энергия концентрируется на малом числе уровней и соответственно на малом числе переходов, и, таким образом, за счет рекомбинации дырки и электрона высвобождается больщая энергия. [c.497]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология