Двойной слой в полупроводниках

Точное решение вопроса о влиянии тока, проходящего через диффузный двойной слой полупроводника, на распределение носителей тока и потенциала представляет собой одну из сложнейших математических задач, которая вообще еще не решена [c.423]

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ДВОЙНОГО СЛОЯ НА ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА МЕТАЛЛ — РАСПЛАВ И ПОЛУПРОВОДНИК - РАСТВОР [c.137]

Двойной электрический слой на границе полупроводник — раствор. Широкое применение полупроводников в современной технике вызвало определенный интерес к электрохимическим явлениям на поверхности полупроводниковых электродов. В связи с этим следует коротко остановиться на некоторых свойствах двойного слоя на границе полупроводник — раствор. Главной особенностью этой границы раздела является проникновение электрического поля двойного слоя в глубь полупроводникового электрода. [c.139]

Рассмотренное строение двойного слоя характерно для собственных полупроводников, в которых нет ни объемных примесей (добавок), ни так называемых поверхностных состояний, обусловленных чаще всего адсорбцией чужеродных атомов. Часто полупроводник в качестве примеси содержит атомы такого вещества, благодаря которому резко увеличивается число свободных электронов п. Такие добавки называются донорами электронов. Для германия такой добавкой служит мышьяк. Поскольку произведение пр в присутствии доноров электронов остается постоянным [уравнение (28.3)1, то увеличение п приводит к соответствующему уменьшению числа дырок р--=К 1п. Поэтому проводимость таких примесных полупроводников п-типа осуществляется в основном за счет свободных электронов в зоне проводимости. Если же атомы примеси резко увеличивают число дырок в валентной зоне, то растет дырочная проводимость и соответственно уменьшается число свободных электронов п = Кз/р- Такого рода примеси называются акцепторами электронов, а полупроводники с дырочной проводимостью — полупроводниками /7-типа. Акцепторами электрона для германия служат атомы галлия. В присутствии примесей соотношение (28.2) в объеме полупроводника уже не остается справедливым. Вместо него следует записать [c.141]

Рассмотренные теоретические соотношения представляют интерес не только мри изучении строения двойного электрического слоя на типичных полупроводниках. Большая группа металлических электродов, таких, как алюминий, тантал, ниобий, титан и др., в водных растворах покрывается толстым слоем фазовых окислов, обладающих полупроводниковыми свойствами. Поэтому изучение строения границы полупроводник — раствор может оказаться полезным при исследовании строения двойного слоя на таких электродах. [c.142]

Заряд е в полупроводнике компенсируется зарядом ионной обкладки двойного слоя. Поэтому при отсутствии специфической адсорбции ионов (когда = 0) [c.149]

Рассмотренное строение двойного слоя характерно для собственных полупроводников, в которых нет ни объемных примесей (добавок), ни так называемых поверхностных состояний, обусловленных чаще всего адсорбцией чужеродных атомов. Часто полупроводник в качестве примеси содержит атомы такого вещества, благодаря которому резко увеличивается число свободных электронов п. Такие добавки называются донорами электронов. Для германия такой добавкой служит мышьяк. Поскольку произведение пр в присутствии доноров электронов остается постоянным [уравнение (28.3)1, то увеличение п приводит к соответствующему уменьшению числа дырок р = Поэтому [c.150]

Отличие границы металл—полупроводник от границы металл— металл заключается в том, что этот слой распространяется в полупроводнике на значительную глубину (10 —10 см). Это объясняется малой концентрацией зарядов. Обычно значение контактного потенциала (а следовательно, и скачка потенциала) составляет величину порядка 1В. Примем, что двойной слой представляет собой плоский конденсатор. Тогда между зарядом (д), скачком потенциала (ф) и расстоянием между обкладками (х) должно соблюдаться соотношение [c.520]

В аморфных модификациях мышьяка и сурьмы, которые являются полупроводниками, атомы образуют двойные слои, причем каждый атом одного слоя имеет трех соседей во втором слое — по числу ковалентных связей, осуществляемых тремя р-электронами внешнего уровня (рис. 50). Двойные слои образуют очень мелкие беспорядочно расположенные чешуйки, что и придает аморфный характер этим веществам. Расстояние между атомами разных слоев велико (3,75 А в обоих веществах) между этими слоями действуют силы Ван-дер-Ваальса, тогда как между соседними атомами одного двойного слоя расстояния равны 2,5 А у мышьяка, 2,87 А у сурьмы и между ними действуют силы ковалентной связи. Упорядочение двойных слоев, наблюдаемое при переходе аморфных фаз в кристаллические, резко уменьшает расстояние между атомами разных слоев (от 3,75 до 3,15 А у Аз и от 3,75 до 3,37 А у ЗЬ), возникает и возможность перекрывания электронных облаков между ними (металлизация связей). У каждого атома появляются еще три соседа в другом слое, и окружение приближается к октаэдрическому с координационным числом 6. У висмута три первых соседа находятся на расстоянии 3,10 А, а три вторых соседа — на немного большем расстоянии (3,47 А). Металлизация связей [c.133]

Отличие границы металл—полупроводник от границы металл — металл заключается в том, что этот случай распространяется в полупроводнике на значительную глубину (10 —Ю см). Это объясняется малой концентрацией зарядов. Обычно значение контактного потенциала (а следовательно, и скачка потенциала) составляет величину порядка 1 В. Примем, что двойной слой представляет со- [c.657]

Контакт геометрически.х поверхностей, наиример двух металлов, приводит не к усреднению плотности электронов (что при термодинамической оценке всегда допустимо), а к образованию двойного слоя за счет возникновения связанных электрон-дислокационных состояний как на самой поверхности, так и через границу раздела. При этом поверхность геометрическая, так же как и поверхность Ферми, разделяет разноименные заряды. Легко понять известные затруднения при попытках описания корреляционных функций даже простейшей двумерной одноатомной металлической границы раздела. Еще большие сложности теоретического описания возникают при исследовании границы сопряжения двух, трех и более атомных структур (например, дырочно-электронных переходов в полупроводниках), однако такие кинетически непредсказуемые модели отражают лишь наиболее простейшие модели взаимодействий в реальной природе. [c.78]

Обкладки двойного слоя зарядов могут находиться по обе стороны межфазной границы. Такое расположение наблюдается на границах металл — вакуум, металл — газ, металл — металл, металл — полупроводник, металл — диэлектрик, диэлектрик — диэлектрик [1, 46, 47, 50], жидкость — твердое тело [46, 50], жидкость — жидкость, Жидкость — газ [46, 47, 50]. Двойные слои зарядов такою рода обусловливают контактную разность потенциалов, термо-э. д. с., электродные потенциалы, мембранные потенциалы и т. п. [c.30]

Формула (34), хотя и получена на основе тех же физических представлений, что и (33), более универсальна и имеет более глубокий физический смысл. Но ней можно оценивать толщину двойного слоя не только электролитического происхождения, но и возникшего при контакте металла с металлом, полупроводником, диэлектриком и т. п. 160—63]. [c.32]

Отсюда следует, что связь между общей дифференциальной емкостью двойного слоя полупроводник — раствор новерхрюстно-инактивного электролита С и дифференциальными емкостями внутри полунронодника С п, в слое Гельмгольца С, и в диффузном слое С2 передается уравнением [c.275]

С другой стороны, влияние поверхностных состояний на распределение поля двойного слоя в полупроводнике качественно аналогично влиянию специфически адсорбированных ионов на распределение потенциала в ионном двойном слое. В обоих случаях происходит уменьшение скачка потенциала г)) или г Зо — за счет роста скачка потенциала в слое Гельмгольца. По аналогии со стронием границы металл — раствор, когда д=—и г1зо=0, возможны такие поверхностные состояния, при которых падение потенциала в объеме полупроводника обращается в нуль г]35=0. Поведение такого полупроводника с точки зрения двойного электрического слоя приближается к поведению метал--лического электрода. [c.142]

В. Брэттен и Г. Гарретт предположили, что распределение свободных электронов и дырок в поле двойного слоя полностью аналогично распределению ионов 1,1-валентного электролита в теории Гуи — Чапмена (см. 22). Таким образом, если в объеме полупроводника справедливо соотношение (28.2), то на расстоянии х от границы с раствором [c.148]

В пособии рассматриваются основные вопросы теории строения заряженных границ раздела фаз и кинетики электродных процессов, а также развитие теоретических представлений о строении двойного слоя. Приводятся краткие сведения о строении двойного электричсско1 о слоя на границах раздела раствор — диэлектрик (воздух), расплав — металл и раствор — полупроводник. Излагаются закономерности электрохимической кинетики, связанные с подводом реагирующего вещества к понерхности электрода, физические основы современной квантово-механической теории электродных процессов. Описаны процессы электроосаждепия, анодного растворения и теории коррозии металлов. [c.384]

Особый случай представляет анализ приконтактных условий для системы электролит — диэлектрик. Если диэлектрик (или полупроводник) находится в контакте с электролитом, то перераспределение заряда на поверхности раздела приводит к образованию двойного слоя, в котором суммарный ионный заряд электролита равен суммарному объемному заряду в диэлектрике. Равновесие между электролитом и диэлектриком является динамическим и в состоянии равновесия потоки зарядов через границу в двух противоположных направлениях равны. Эти потоки называются током обмена и могут быть вычислены на основании теоретического анализа окислительно-восстановительных реакций на границе электролит-диэлектрик. В работе [8] изложен ход решения соответствующих уравнений и приведены выражения для тока обмена и для ТОПЗ при различных [c.17]

К. Хауффе [114, 459] отмечает, что образование электрического двойного слоя и уменьшение концентрации носителей тока в поверхностном слое полупроводника при адсорбции должно создавать барьер, препятствуюш.ий последующей адсорбции. На этой основе объясняется происхождение уравнения Рогинского — Зельдовича. Аналогичные представления развивает и П. Вейос [461], учитывающий, в частности, влияние электронных факторов на величину энергии активации адсорбции. Вопрос о влиянии поверхностного барьера на адсорбцию рассматривает специально С. Рой Моррисон [241]. [c.123]

На рис. 47 показана энергия активации, которую, согласно классическим представлениям, должен получить электрон, чтобы перейти через двойной слой на границе раствора с металлом или полупроводником. Однако ширина потенциального барьера, который находится на пути электрона, очень невелика (около 5 А), а в таких случаях, как указал Герни, приобретает большое значение так называемый туннельный эффект. Вероятность туннельного проникновения электрона через узкий потенциальный барьер оказывается много выше, чем вероятность накопления им энергии активации, достаточной для перехода через вершину того же барьера. Это наглядно показывает самый элементарный расчет. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология