Электронные вакансии дырки

Если в решетку германия или кремния попадет какой-либо элемент III группы (бор, алюминий, галий, индий), то один из атомов кремния заместится атомом пришельца, например бора. Бор, имея только три валентных электрона, ведет себя как акцептор, т. е. он принимает из системы электрон и становится ионом В , а рядом с ним появляется электронная вакансия, дырка. Ее занимает электрон соседнего атома кремния, в результате чего она начинает перемещаться по кристаллу. Таким [c.47]

В спектроскопии ЭПР имеется также круг объектов, которые представляют собой простейшие парамагнитные центры — электроны или дырки в твердых телах или растворах. Это могут быть, например, захваченные электроны в кристаллах, в частности различных галогенидов щелочных металлов, называемые f-центрами. При нагревании кристалла, например LiF, в присутствии паров металла и последующего быстрого охлаждения образуется вакансия аниона, занимаемая электроном, т, е. f-центр. Система имеет характерную окраску, обусловленную f-полосой поглощения в видимой области оптического спектра, а в спектре ЭПР появляется широкая полоса i -центров в области чисто спинового значения -фактора. Ширина сигнала связана с перекрыванием линий сверхтонкой структуры, обусловленных взаимодействием с ядром окружающих катионов и в меньшей степени с ядрами анионов. Плотность захваченного электрона в основном локализуется на вакансии и мало размывается на окружение, хотя между вакансией и шестью окружающими ее катионами решетки идет конкуренция за электрон. Так, при увеличении размеров катиона и постоянном анионе (вакансии) s-характер электронной плотности на шести ближайших катионах возрастает, а при одном и том же катионе и увеличении размеров аниона (от F к С1 ) 5-характер электронной плотности на катионах убывает. Существуют и некоторые другие электронно-избыточные центры и предложены различные теоретические модели их описания. [c.76]

При фотоионизации или возбуждении электрона с какой-то оболочки (например, К или I) каким-либо облучением в этой оболочке образуется вакансия ( дырка ). Различные по характеру релаксационные процессы, схематично показанные на рис. VI.1,6, могут привести к заполнению данной вакансии. [c.138]

Дефектность кристаллической решетки алита. Внедрение примесных ионов в кристаллическую решетку минерала приводит к созданию локальных дефектов, изменяющих ее энергию. Твердые растворы трехкальциевого силиката обладают значительным количеством точечных дефектов, таких, как вакансии, свободные носители заряда (электроны и дырки), центры термолюминесценции, парамагнитные центры, полученные при облучении образцов. Для определения концентрации точечных дефектов в алите промышленных клинкеров необходимо либо выделить минерал из клинкера, либо учесть влияние дефектности строения остальных фаз, что в настоящее время чрезвычайно затруднительно. [c.235]

Представим себе фрагмент валентной зоны (рис. ХХ-2, а). Минусы — валентные электроны плюсами условно обозначены положительно заряженные атомные остовы. При переходе хотя бы одного электрона из валентной зоны в зону проводимости в данном узле кристаллической решетки создается избыток положительного заряда (рис. ХХ-2, б). Об этом говорят, что здесь образовалась вакансия (для электрона), или дырка . Эту дырку может заполнить электрон соседнего атома (рекомбинация электрона с дыркой), но тогда такая же дырка возникнет в новом месте (рис. ХХ-2, в и г). Под действием [c.456]

Когда под влиянием повышения температуры из заполненной зоны полупроводника электрон переходит в зону проводимости, на его месте в заполненной ( нижней) энергетической зоне остается вакансия— дырка . Ток в таких веш,ествах переносится как электронами, так и дырками, которые могут, вообще говоря, рекомбинировать. [c.283]

Характерной особенностью полупроводников является их способность резко изменять свойства под влиянием очень малых концентраций примесей. Так, при введении очень небольшого числа атомов мышьяка в решетку германия в ней появляется на каждый атом мышьяка один избыточный электрон атом мышьяка имеет пять валентных электронов, атом германия — четыре эти четыре электрона используются на связи с четырьмя соседними, поэтому при замещении атома германия атомом мышьяка один электрон остается слабо связанным и относительно легко может перейти в зону проводимости. Таким образом введение мышьяка увеличивает электропроводность германия — в зоне проводимости оказывается больше электронов. Наоборот, при введении в решетку германия атома, имеющего всего три валентных электрона, например индия, эти примесные атомы не могут образовать четырех связей и около атома индия возникает дырка , электронная вакансия, на которую может быть вытянут электрон из зоны проводимости. Вполне возможно также, что тот или иной донор электронов помещается не в узле решетки, а в междоузлии, отдавая в зону проводимости свой электрон. Соответствующее поведение для акцептора электронов принципиально возможно, но практически почти никогда не наблюдается вследствие того, что более объемистые отрицательные ионы трудно ввести в междоузлия. [c.283]

В этом случае появляется электрон, обладающий подвижностью и способностью перемещаться в электрическом поле, и электронная вакансия , или дырка , в которую захватываются электроны из близко расположенных связей, что вызывает как бы перемещение этой дырки в направлении, противоположном движению электрона. Схематически это ноказано на рис. 199, а записать этот процесс можно в виде уравнения обратимой химической реакции [c.443]

Схематически влияние р-металла III группы периодической системы на проводимость полупроводника (Ое) показано на рис. 204. Захватывая электроны из о-связи Ое—Ое, атом Оа обращается в отрицательный ион, создавая этим самым электронную вакансию, или дырку . Таким образом, создается примесная проводимость полупроводников, очень сильно изменяющая их электрические свойства. Подбор донорных и акцепторных примесей показан в табл. 127, где приведена часть периодической системы Д. И. Менделеева, из которой исключены - и /-металлы, электронное строение которых является особым (гл. XII). [c.448]

Химия люминофоров изучает твердофазные системы, один или несколько компонентов которых содержатся в малом количестве (10 — 1,0%). Особенность этого раздела химии твердого тела заключается в том, что в качестве компонентов системы рассматривают не только химические элементы или соединения, но также точечные дефекты кристаллической решетки (например, вакансии) и свободные носители тока (электроны и дырки). Концентрация дефектов и свободных носителей тока (особенно при высокой температуре, при которой происходит синтез люминофора) сравнима с содержанием примеси активатора в люминофоре. [c.29]

Акцепторы — элементы, принимающие электроны и создающие при этом вакансии (дырки) в валентной зоне полупроводники р-типа. [c.86]

В 1936 г. Я. И. Френкелем было введено понятие экситона как формы передачи оптического возбуждения внутри кристалла. Под экситоном понимается пара электрон-f вакансия (дырка), странствующая по кристаллу как целое. Длительное сохранение электронной энергии кванта при его переносе по кристаллу без деградации в тепло осуществляется легче всего в молекулярных кристаллах (нафталин, антрацен и т. п.). Для неорга- [c.246]

Строго говоря, если рассматривать электрон и дырку как дефекты, то комбинация одного из них с атомным дефектом (т. е. неионизованный центр) представляет собой пару ассоциированных дефектов подобным же образом можно считать, что примесный атом в узле решетки ассоциирован с вакансией. [c.60]

Выше дано достаточно полное описание зонной энергетической схемы идеального кристалла хлорида калия особенности же кривых, описывающих зависимость Е(к) от к и эффективных масс [4 ] не могут быть перенесены на азиды. Однако на практике электроны и дырки могут захватываться вакантными узлами решетки с образованием F-и F-центров соответственно, а также небольших их агрегатов, поглощающих свет в ближней инфракрасной, видимой и ближней ультрафиолетовой областях [11, 20]. Эти дефекты, в частности -центры и анионные вакансии, могут снижать энергию, требуемую для образования экситона на соседних атомах (а, -полосы) [И, 21]. С топохимической точки зрения более важно, однако, отметить, что локальное снижение энергии, требуемой для образования экситонов, может происходить также на краевых дислокациях [22]. Другим типом дефектов, существование которых имеет громаднейшее значение для реакций термического разложения, являются коллоидные центры. В сущности они представляют собой включения металла, образующиеся обычно в галогенидах щелочных металлов в результате агрегации F-центров [И]. Возникший коллоидный центр можно непосредственно уподоблять дискретным ядрам продукта, на которых в некоторых системах локализуется термическое разложение. Таким образом, создается важное связующее звено между физическими и химическими свойствами этих систем. [c.135]

Некоторые точечные дефекты (локальные нарушения кристаллической решетки) в твердых телах. В этом классе систем наиболее изучены / -центры —электроны, захваченные вакансиями отрицательных ионов. Дефицит электрона ( положительная дырка ) также может образовать парамагнитный центр (разд. 8-5). [c.13]

Электропроводность обратных шпинелей значительна, что обусловлено движением носителей заряда по смежным разновалентным ионам. Например, двойной оксид никеля и кобальта N 00264 образует структуру обратной шпинели Со21 ]04. Часть катионов N 2+попадает в октаэдрические пустоты, при этом возникает проводящая цепочка Ni +ч [ oЗ+ -e+], где — электронная вакансия (дырка). Оксид С03О4 имеет структуру нормальной шпинели Со + Со +]204. В смежных октаэдрических пустотах, образованных ионами 0 , располагаются только ионы Со +, а в изолированных тетраэдрических пустотах — ионы Со2+. Отсутствие цепочки разновалентных ионов Со Со +-1-е+ обуславливает низкую электропроводность С03О4 [59]. [c.35]

Как уберечь сенсибилизатор фотопроцесса — хлорофилл а — от разрушения радикалами хлора С1 Эта проблема сейчас не решена. По-видимому, можно подыскать краситель, который не реагирует с радикалами -С . Иной путь решения проблемы--заменить Ag l другим полупроводником. В последнем случае первичный акт фотопроцесса может быть связан уже не с появлением химически активных атомов, а с фотофизическим процессом возбуждения электрона (в случае и-полупроводника) из валентной зоны в зону проводимости. Локализация электрона проводимости на дефекте полупроводника приведет к пространственному разделению электрона е и электронной вакансии — дырки р. В этом случае первичный химический акт, очевидно, будет осуществляться в приповерхностном слое полупроводник — вода. Так же как и при использовании Ag l, фотопроцесс можно сенсибилизировать к длинноволновому участку оптического спектра. [c.42]

Калвин и сотрудники [17—27] провели ряд исследований ЭПР препаратов хлоропластов и фотосинтезирующих пурпурных бактерий Rhodospirillum rubrum при 120° К. Ими было, показано, что при условиях, когда заторможены ферментативные и химические реакции (120° К), при освещении хлоропластов в области 580—800 нм возникает бесструктурный сигнал ЭПР (рис. 2, а) с g = 2.002 и АН = 15 э, очень медленно исчезающий после прекращения освещения. Было предположено, что неспаренные электроны, ответственные за этот сигнал и возникшие в результате освещения хлоропластов при 120° К, являются электронами проводимости, захваченными в ловушках х. юро-пластов, которые, как было показано Арнольдом с сотрудниками [28, 29], в сухом состоянии обладают свойствами фотополупроводников. С повышением температуры до 220° К скорость исчезновения неспаренных электронов в темновых условиях повышается, вероятно, вследствие процесса рекомбинации с электронными вакансиями ( дырками ), возникшими в результате фотонереноса электронов в ловушки. [c.441]

Перейдя под действием внешней энергии из валентной зоны в зону проводимости, электрон оставляет в ней свободный энергетический уровень, электронную вакансию-дырку. Как и сам электрон в зоне проводимости, дырка способна свободно, без дополнительной активации перемещаться по валентной зоне в результате обменных реакций соседний электрон — электронная вакансия. Поэтому различают дырочную (р — positive) и электронную (п — negative) полупроводимости. Дырочная полу- [c.27]

Повышенная электрическая проводимость органических полупроводников объясняется высокой подвижностью я-электро-нов сопряженных двойных связей. Это обусловливает эстафетную электронно-дырочную проводимость при состоянии, когда электроны находятся в них на более высоких энергетических уровнях. В результате взаимодействия с поверхностью, ограничивающей объем, электрон мол<ет оторваться от молекулы л попасть на поверхность. При этом в молекуле возникает вакансия— дырка. Эффективная масса электронов и дырок много меньше массы молекулы, так что у соседней молекулы, которая не успевает заметно сместиться, один из электронов. может перескочить в образовавшуюся дырку. Одновременно мигрируют как положительные, так и отрицательные заряды. Электрическая проводимость по эстафетному механизму возникает за счет электронных донорно-акцеиторных взаимодействий между молекулами и на границе масляной фазы с поверхностью металла. В отличие от ионной или форетической проводимости при эстафетной электрической проводимости не происходит переноса вещества, а значит, последняя не долл<на зависеть от вязкости среды. [c.61]

В полупроводниках для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости требуется сравнительно небольшая энергия, восполняемая при освещении, нагревании и другом воздействии. При этом каждый покидающий валентную зону электрон оставляет дырку в одном из ее подуровней. Дырка — это вакансия, отсутствие электрона на том подуровне, где он должен был бы быть. Под действием внешнего электрического поля место этой дырки занимает соседний электрон, оставляя дырку на своем прежнем месте. В процессе подобных перемещений получается, что дырка совершает движение ст плюса к минусу (к катоду), отражая тем самым свойства положителыюго заряда. Следовательно, перенос электричества в полупроводниковых веществах осуществляется как электронами, перешедшими в зону проводимости, так и перемещением дырок в валентной зоне. Для одних полупроводников более характерна электронная проводимость, это полупроводники п-типа (от латинского негативе — отрицательный, этим подчеркивается, что носителями тока являются отрицательные частицы — [c.139]

Характерным примером вакансий по анионам могут быть многие соединения типа МпОг. Отклонение от стехиометрии обычно связывается с наличием кислородных вакансий. Например, у 2г0г максимальное отклонение от стехиометрии соответствует температуре 1900°С, ири этом состав приближается к /.гОи , а при температуре 1000°С — кгОг д (й = 0,1). В обоих случаях легко установить тип дефектов, изучая завнснмость электрической 1троводимостп от давления кислорода. Так, ирн 1000 °С электрическая проводимость вызывается преимущественно электронами или дырками. [c.97]

Исследование природы парамагнитных центров (ПМЦ) в Y-облученных образцах методом электронного парамагнитного резонанса позволило установить присутствие двух типов дефектов в кристаллических решетках твердых растворов 3S электроны и дырки, локализованные вблизи примесных атомов, и электроны и дырки, захваченные катионными и анионными вакансиями, а также другими дефектами, присутствовавшими в кристаллах до облуче- [c.235]

При наличии очень небольших, но контролируемых количеств примесей в правильной кристаллической решетке, либо при небольшом избытке одного из компонентов твердого вещества, или же просто при наличии вакансий в кристаллической решетке образуются так называемые дефектные кристаллы. Каждый из таких дефектов— примесь, избыточный компонент или вакансия — обусловливает недостаток или избыток валентных электронов, необходимых для образования связи между частицами кристалла, и поэтому придает веществу новые свойства. Например, в кристалле элементарного кремния атом кремния может быть замещен атомом алюминия, что обусловливает недостаток в один электрон, поскольку атом алюминия имеет только три валентных электрона, а атомы кремния — четыре. Появление в решетке атома, которому недостает валентных электронов для образования должного числа ковалентных связей, приводит к образованию электронной вакансии, или так называемой дырки. При наложении на кристалл электрического потенциала дырка начинает мигрировать и в результате у кристалла появляется особый вид электропроводности подобные кристаллы называют полупроводниками. Если замещающий атом обладает избытком электронов, лишние электроны не принимают участия в образовании ковалентных связей и могут свободно перемещаться по кристаллу под влиянием приложенного внешнего потенциала. Такой полупроводник относится к п-типу (его проводимость обусловлена наличием свободных отрицательных зарядов, отрицательный по-английски negative), а полупроводники с недостатком электронов относятся к р-типу (их проводимость обусловлена наличием свободных положительных зарядов — дырок, положительный по-английски positive). Строение полупроводников этих типов схематически изображено на рис. 10.22. [c.183]

Высушенные хлоропласты обнаруживают термолюминесценцию после предварительного их облучения при низких температурах видимым светом. Интенсивность свечения возрастает с повышением температуры, достигая максимума при 393 К. Авторы этого-наблюдения [31] считают, что термолюминесценция не является термохемилюминесценцией и обусловлена полупроводниковыми свойствами хлоропластов при поглощении света в пигментной матрице возникают свободные носители заряда, которые захватываются в достаточно глубоких ловушках (дефекты структуры, реакционный центр, акцептор электрона и т. п.). При нагревании матрицы электроны высвобождаются из ловушек и рекомбинируют с положительной вакансией — дыркой, локализованной в реакционном центре (катион-радикал пигмента хлорофилл или бактериохлорофилл реакционного центра) [c.23]

Смотреть страницы где упоминается термин Электронные вакансии дырки : [c.49] [c.313] [c.274] [c.429] [c.429] [c.433] [c.443] [c.277] [c.541] [c.232] [c.278] [c.331] [c.66] [c.165] [c.457] [c.19] [c.432] [c.387] [c.329] [c.9] [c.196] [c.430]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология