Эффективные заряды дефектов

Эффективные заряды дефектов [c.26]

Аналогичное рассмотрение дефекта замещения показывает, что его взаимодействие с окружающими ионами характеризуется эффективным зарядом, равным разности зарядов примесного иона и основного иона, замещенного примесью. В случае когда примесный и замещенный им основной ион имеют равные заряды, эффективный заряд дефекта замещения равен нулю. [c.27]

Приведенное выше определение эффективных зарядов дефектов равносильно следующему эффективный заряд дефекта равен изменению суммарного заряда кристалла при образовании в нем одного дефекта данного сорта. Так как заряд кристалла может изменяться только на величины, кратные заряду электрона, из последнего определения эффективных зарядов дефектов вытекает, что они всегда кратны абсолютному значению заряда электрона. В этом отношении они радикально отличаются от эффективных зарядов ионов, используемых в теории химической связи, которые о(пределяются истинным распределением электронной плотности и поэтому могут принимать любые как целочисленные, так и дробные значения. [c.27]

Следуя принятой в химии традиции, будем помечать эффективные заряды дефектов верхним индексом в единицах, равных абсолютному значению заряда электрона с указанием соответствующего знака. Так, символы Рд+ и Р (А) (соответственно в системе структурных элементов и относительных составляющих единиц) обозначают дефект замещения с положительным эффективным зарядом, равным по абсолютному значению заряду электрона символы и означают вакансию в подрешетке М с отрицательным эффективным зарядом, в 2 раз превышающим заряд электрона. Нулевой эффективный заряд обозначается косым крестиком А1 , АО . Заметим также, что согласно принятому определению эффективных зарядов структурные элементы, отвечающие идеальному кристаллу, всегда считаются электронейтральными независимо от характера химической связи Мм , . [c.28]

Описанное изменение эффективных зарядов дефектов при захвате электронов или дырок может иметь место и в стехио-метрических кристаллах, содержащих достаточное число электронных дефектов, в частности, в валентных полупроводниках. Так, в кристалле германия вакансии обладают акцепторными свойствами и могут находиться в двух состояниях У се и У се- [c.44]

Рассмотрим сначала кристалл простого вещества А, содержащий следующие дефекты вакансии междуузельные атомы А1 и примесные атомы Р, образующие дефекты замещения Ра - в узлах решетки А. Эффективные заряды дефектов е считаем произвольными. [c.59]

Согласно условию сохранения заряда в этой формуле эффективные заряды дефектов — междуузельного иона и вакансии по абсолютному значению равны заряду добавляемого иона Аналогичное соотношение можно записать и для электроотрицательного компонента кристалла Х х [c.69]

В рамках квазихимического метода описания дефектных кристаллов, используемого в данной книге, основные черты дефектной структуры кристаллов определяются целочисленными значениями эффективных зарядов дефектов, которые могут существенно отличаться от зарядов ионов, а истинные заряды ионов не играют существенной роли. Поэтому излагаемая здесь теория в значительной степени применима и к соединениям с промежуточным характером связи, а в некоторых случаях даже к кристаллам, связь в которых б иже к ковалентной, нежели к ионной. В этих случаях критерием применимости теории являются не заряды ионов, а эффективные заряды доминирующих атомных дефектов, определяемые энергетическим спектром электронов в кристалле. [c.129]

В дальнейшем при рассмотрении ионной разупорядоченности кристаллов предполагается, что основное энергетическое состояние ионных дефектов отвечает их полной ионизации, при которой эффективные заряды дефектов по абсолютному значению равны валентностям соответствующих компонентов кристалла. [c.131]

Рассмотрим в общем случае бинарный ионный кристалл МХг, содержащий в узлах катионной подрешетки примесные катионы с валентностью 2р. При полной ионизации примесных центров эффективный заряд дефектов замещения основных катионов примесными равен Аг = 2р—2м и может быть как положительным (при 2р>2м), так и отрицательным (при 2р<2м). Поэтому условие электронейтральности примесного ионного кристалла в общем случае произвольной ионной разупорядоченности запишется в виде [c.137]

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]

Изложенную теорию легко применить и к случаю, когда ионный кристалл легируется по анионной подрешетке. Для этого во всех приведенных уравнениях достаточно поменять местами катионы и анионы, сменив при этом знаки у показателей эффективных зарядов дефектов. [c.140]

Характерной особенностью всех рассмотренных случаев является то, что в условие электронейтральности входили только концентрации свободных дефектов, не ассоциированных в комплексы, комплексы же являлись электрически нейтральными квазичастицами. Однако в некоторых примесных системах эффективные заряды дефектов замещения и компенсирующих их вакансий не совпадают по абсолютному значению. В этом случае простейшие парные комплексы, включающие один ион примеси и одну вакансию, обладают отличным от нуля эффективным зарядом, поэтому их концентрация входит в уравнение электронейтральности кристалла. Это приводит к решениям, отличным от рассмотренных выше. [c.144]

Концентрации доминирующих дефектов (5.54) легко определить с помощью их подстановки в уравнения (5.51). В общем случае они зависят от парциального давления неметалла в газовой фазе (см. табл. 5.3). Характер этой зависимости определяется соотношением между эффективными зарядами компенсирующих друг друга дефектов. Однако, как уже указывалось в начале главы, в ионных кристаллах при небольших отклонениях от стехиометрического состава эффективные заряды дефектов практически всегда совпадают по абсолютному значению с валентностями соответствующих элементов. [c.150]

В работах по кристаллофосфорам, в том числе в данной книге, процессы типа А - -А+е принято называть ионизацией центра (дефекта) А, хотя его заряд при этом уменьшается по абсолютной величине, в данном случае до нуля (эта терминология возникла применительно к центрам свечения до того, как стали известны их эффективные заряды). В учении о полупроводниках под ионизацией дефектов чаще подразумевают процесс освобождения носителей заряда, связанный с увеличением эффективного заряда дефектов, например А- А -ЬЛ-в случае акцепторов и 0->0 +е в случае доноров. [c.180]

Сумма эффективных зарядов дефектов должна быть равна нулю [c.181]

Следует подчеркнуть, что речь идет только об эффективных зарядах. Можно ожидать, что ионная проводимость является общим явлением как для ионных, так и для неионных (ковалентных) кристаллов, так как имеющие эффективный заряд дефекты могут присутствовать в любом твердом теле независимо от типа химической связи и тем самым независимо от того, состоит ли кристалл из ионов или нет. Однако вполне возможно, что подвижность заряженных дефектов в ионных кристаллах гораздо больше, чем в ковалентных. Так что в случаях, когда наблюдается значительный ионный ток, вывод о наличии в кристалле ионов может быть все же правильным. [c.168]

Аналогичная картина обнаруживается в кристаллах с промежуточной ионно-ковалентной связью. Как указывалось в разделе 1.3, истинное распределение электронной плотности в таких кристаллах существенно отличается от предполагаемого классической ионной моделью и в больщинстве случаев неизвестно. Поэтому определить строго истинные заряды дефектов в реальных кристаллах невозможно. К счастью, это и не нужно. Из схемы, приведенной на рис. 1.4, видно, что электростатическое воздействие дефекта, находящегося в узле I, определяется не истинным значением его заряда, а тем, насколько его заряд отличается от заряда окружающих его ионов, состояние которых отвечает таковому в идеальном кристалле. Поэтому в рамках квазихимического метода зарядовое состояние атомного дефекта можно однозначно определить, приписав ему некоторый эффективный заряд, показывающий, на какую величину его заряд отличается от заряда соответствующего структурного элемента в идеальной рещетке. Другими словами, эффективные заряды дефектов определяются как разностные значения по отношению к общему фону распределения плотности истинных зарядов в решетке идеального кристалла, знать которое совершенно не обязательно. Этот вывод находится в полном соответствии с представлением дефектов как относительных составляющих единиц кристалла, все свойства которых определяются по отношению к фону идеальной кристаллической решетки. [c.27]