Собственные атомные дефекты

Рассмотрим более подробно последнюю категорию собственно атомных дефектов. [c.264]

Примесные нестехиометрические соединения имеют, как правило, несколько локальных донорных или акцепторных уровней в запрещенной зоне, из которых одни связаны с собственными атомными дефектами — междуузельными атомами или вакансиями, а другие — с примесными центрами, рассмотренными в предыдущем разделе. [c.44]

Из соотношения (4.6) вытекает физический смысл константы собственной ионизации Кг. это есть равновесная концентрация электронных дефектов в собственном полупроводнике, аналогично тому как константа Шоттки есть равновесная концентрация дефектов Шоттки в кристалле с атомной разупорядоченностью. Формула (4.7) показывает, что концентрация электронных дефектов экспоненциально растет с температурой аналогично концентрациям собственных атомных дефектов, рассмотренных в предыдущей главе. [c.103]

В рассмотренных предельных случаях II и III электроны проводимости и дырки образуются в результате реакции ионизации собственных атомных дефектов — вакансий. Поэтому кристаллы, в которых такой механизм является доминирующим, называют собственно-дефектными полупроводниками. [c.113]

При изучении ионных кристаллов было обнаружено, что дислокации взаимодействуют с заряженными собственными атомными дефектами. Дислокации приобретают таким образом заряд, который компенсируется ионной атмосферой по Дебаю и Хюккелю, состоящей из дефектов, имеющих заряд противоположного знака см. гл. XIX. [c.233]

Х.1. СОБСТВЕННЫЕ АТОМНЫЕ ДЕФЕКТЫ [c.237]

Собственные атомные дефекты 239 [c.239]

Когда собственный атомный дефект или примесный атом способен связывать или отдавать больше одного электрона, состояние полного равновесия можно описать, только учитывая дополнительные реакции ионизации. Мы уже встречались с дважды ионизированными вакансиями в германии в разделе Х1.2. В настоящем разделе показано, что двукратная ионизация может вызывать новый интересный эффект — изменение механизма внедрения примесных атомов при изменении их концентрации . [c.264]

Для простоты будем считать, что примесные атомы внедряются только с образованием электронов и дырок, пренебрегая возникающими при этом собственными атомными дефектами (вакансии, атомы в междоузлиях). Учесть образование вакансий и атомов в междоузлиях несложно. [c.274]

Донорная и акцепторная активность собственных атомных дефектов (для РЬТе) [c.350]

Рассмотрим механизм внедрения (и растворения) висмута в PbS, когда сульфид свинца при данных температуре и давлении серы находится в равновесии с источником висмута, активность которого меняется (рвО- Предполагается, что висмут замещает в кристалле свинец и действует как донор (это соответствует экспериментальным данным). Описывающая этот случай система уравнений содержит уравнения, характеризующие внутреннее и внешнее равновесия в чистом PbS (см. разд. XV. 1), процесс переноса висмута, ионизацию образующихся центров висмута и условие нейтральности, содержащее концентрации всех заряженных дефектов. Для простоты предположим, что происходит полная ионизация собственных атомных дефектов. [c.438]

Отметим, что в случае, представленном на рис. XVI.6, начиная с точки I наблюдается влияние примеси на концентрации собственных атомных дефектов (Vk) его можно заметить при полной ионизации Vm и Vx. [c.445]

В рассмотренных случаях, когда и примесный атом, и собственные атомные дефекты принимают или отдают только один электрон (создавая один уровень в запрещенной зоне), механизм внедрения не зависит от концентрации примесного атома, а лишь от активности компонентов основного соединения. Это хорошо видно из рис. XVI. в областях И линии неосновных и основных дефектов параллельны и, таким образом, не могут никогда пересечься, что свидетельствовало бы о появлении конкурирующего механизма внедрения. Однако если собственные атомные дефекты создают два уровня в запрещенной зоне, то картина будет иной. Например, предположим, что вакансии Ум в кристалле МХ могут действовать как двойные акцепторы. Тогда приходится рассматривать две реакции ионизации [c.447]

Большинство простых металлов кристаллизуется в плотно-упакованные решетки, в которых размеры междуузлий значительно меньше размеров атомов. Поэтому внедрение атомов в междуузлия для них требует больших затрат энергии. Кроме того, энергия реакции перехода атомов в междуузлия с поверхности кристалла Wшi содержит дополнительное слагаемое — теплоту сублимации В результате значения энергии реакции оказываются слишком большими по сравнению с энергией тепловых колебаний, и концентрация междуузельных атомов в большинстве металлов ничтожно мала даже при самых высоких температурах. Так, если в меди при 1000 С доля вакантных узлов составляет л 10 , то доля междуузельных атомов я 10 . Поэтому собственные атомы в междуузлиях металлических кристаллов не играют сколько-нибудь существенной роли, и в решетках чистых металлов вакансии можно считать единственным типом собственных атомных дефектов. [c.75]

Если дефекты в кристалле распределяются хаотически, то имеется определенная вероятность того, что они займут соседние места решетки, т. е. образуют ассоциаты (пары, триплеты и т. д.). Когда дефекты взаимодействуют друг с другом, концентрация ассоциатов зависит от характера взаимодействия при взаимном притяжении дефектов она будет больше, чем при хаотическом распределении, а при взаимном отталкивании — меньше. Как показано в гл. XIII, концентрацию ассоциатов собственных атомных дефектов можно вычислить непосредственно, не обращаясь к свойствам простых дефектов. Однако, если в ассоциации участвуют примесные структурные элементы, образование ассоциатов лучше рассматривать, исходя из простых дефектов. Такой же подход можно применить и к ассоциатам собственных дефектов. [c.195]

XIII.2.4. Влияние общего давления на концентрацию собственных атомных дефектов [c.321]

АпВт АхАу АА Вт-Эти выражения получены из уравнений реакций, в которых атомы АиВ переходят из пара в кристалл без изменения отношения числа узлов для атомов А и В в кристалле. Однако состав пара может изменяться в широких пределах, поэтому интересно выяснить, как это повлияет на состав твердой фазы. Для полностью упорядоченного кристалла без образования дефектов невозможно добавить или удалить атомы в пропорции, отличающейся от характерного для кристаллической структуры отношения числа узлов. Однако при возникновении собственных атомных дефектов появляются реакции независимого переноса компонентов, при которых требование постоянства отношения узлов не нарушается. Отсюда нетрудно сделать вывод о существовании кристалла с составом, отличающимся от валовой формулы. Например, соединение со структурой, в которой на п узлов А приходится т узлов В, может иметь состав А В , (1+б,, где б 0. В дальнейшем стехиометрическим будем называть кристалл, состав которого точно соответствует соотношению узлов. Термины нестехиометрический кристалл или кристалл с отклонением от стехиометрии используются для обозначения кристаллов, состав которых не совпадает точно с этим отношением. [c.327]

Движение электронов и дырок, как правило, является достаточно быстрым, предотвращающим замораживание свободных носителей. Однако существует возможность захватывания электронов и дырок атомными дефектами. Это требует присутствия двух типов дефектов и приводит к появлению метастабильно-го возбужденного электронного состояния (рис. XIII.4). Создается положение, такое же, как и в люминофоре, содержащем ловушки. Время жизни метаста-бильного состояния велико, если уровни захвата являются достаточно глубокими, т. е. если на рис. XIII.4 Еа > кТ < Е, . Следовательно, оно будет играть существенную роль только в изоляторах. В других случаях можно допустить, что электронное равновесие устанавливается при всех температурах. Более подробное рассмотрение случая, когда замораживается электронное равновесие, проводится в разделе XVI.8.2. Для атомных дефектов общих правил указать нельзя. Все же часто оправдывается допущение о том, что собственные атомные дефекты исчезают, а дефекты, обусловленные отклонением от стехиометрии, замораживаются. [c.340]

Состояние, отвечающее графикам, представленным на рис. XIII.13, а, и соответствующие выводы справедливы, когда изучаемое свойство определяется собственными атомными дефектами, определяющими вид уравнения нейтральности при высоких температурах. В присутствии примесных атомов и неосновные собственные дефекты также могут привести к изменению наклона при переменных величинах концентраций и температур (рис. XIII.13, г). Поэтому становится гораздо труднее различить случаи, представленные на рис. XIII.13, а и г. [c.349]

Рис. XVI.5. Влияние внедрения висмута на концентрации электронов или дырок в PbS после быстрого охлаждения (жирные линии). Тонкие линии соответствуют высокотемпературному равновесию. Донорный эффект наблюдается для концентраций висмута, больших, чем мяксимальная концентрация собственных атомных дефектов а — PbS с избытком РЬ (большое значение ррь) б — PbS с избытком серы (малое значение ррь).

На рис. XVI. 17, заимствованном из работы Таннхаузера [52], представлен построенный по данным Курника график температурной зависимости концентрации собственных атомных дефектов в стехиометрическом кристалле AgBr. На основании рисунка можно заключить, что при низких температурах преобладает разупорядочение по Френкелю, а при высоких — по Шоттки. Пара- [c.463]

Рис. XVI.17. Кривая температурной зависимости концентрации собственных атомных дефектов в стехиометрическом AgBr, построенная на основании экспериментальных данных Курника (Таннхаузер [52]).

Проводимость образцов теллурида кадмия п-типа пропорциональна Ры В системе dTe + In наблюдаются две области проводимости п-типа. В одной из них концентрация электронов постоянна и равна концентрации индия (контролируемая электронная проводимость), а в другой, отвечающей более низким давлениям кадмия, концентрация электронов пропорциональна p i-При понижении давления рса внезапно возникает область высокого сопротивления. Ответственные за высокое сопротивление глубокие уровни могут быть обусловлены одним из собственных атомных дефектов (V d или di) или центром, содержаи им примесный донор. Рассчитывая концентрацию [c.478]

Отсутствие зависимости D n от pzn можно объяснить собственными атомными дефектами, т. е. либо [Zn[] = [Vznl, либо [V n] [Vq]. Согласно оцененным нами константам равновесия, последнее более вероятно. Если это так, то наблюдаемая диффузия представляет собой диффузию Vzn- Если бы в течение опытов сохранялось равновесие по Шоттки, то наклон получающейся прямой равнялся бы при Яв =--4,04 эв на долю Я,111[(у) [c.499]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология