Переход электронно-дырочный

Это можно рассмотреть на примере дырочного полупроводника N 0 и электронного полупроводника 2пО. В N 0 дырочная проводимость обусловлена избыточным против стехиометрии содержанием кислорода. Избыток кислорода в междоузлиях является акцепторной примесью, что приводит к переходу части ионов N1 + в решетке в ионы N1 +. Дырочная проводимость возникает как результат перехода электрона с N 2+ на N1 +, что приводит к перемещению дырок. Введение в решетку N 0 однозарядных ионов или Ыа+ и замещение ими ионов № + должно увеличивать электропроводность. Один положительный заряд ионов или Ыа+ не способен скомпенсировать отрицательные заряды соседних ионов кислорода, что вызовет переход N1 + в N1 + в соседних узлах решетки. С этой точки зрения двухзарядные ионы 2п + или Mg2+ не должны влиять на электропроводность, а трехзарядные ионы Ре + или Сг + должны уменьшать электропроводность, переводя часть N1 + в N 2+. [c.167]

Граница электронно-дырочного перехода р—и-переход) создается путем введения в кристалл полупроводника методом термической диффузии донорной или акцепторной примеси. [c.9]

В/см) электрон (дырка) приобретает энергию, достаточную для ионизации вещества, в результате чего возникают электронно-дырочные пары, которые в свою очередь ускоряются и генерируют дополнительные свободные носители заряда. Этот процесс создания носителей и носит название ударной ионизации. Наблюдать это явление можно лишь в р—и-переходах (см. гл. IX, 3), так как создать поля 10 —10 В/см в однородном полупроводнике чрезвычайно трудно при разумных толщинах последнего. Исключение составляет ударная ионизация примесных уровней, которая требует небольших полей и наблюдается при низких температурах, когда примесные атомы ионизированы. Ударная ионизация примесей элементов третьей и пятой групп в германии происходит при полях приблизительно 5—10 В/см. [c.256]

В гл. V мы рассматривали поведение электронов (дырок), находящихся внутри проводника. Рассмотрим теперь электронные (дырочные) процессы на границе раздела сред. Если электроны переходят в вакуум, то обычно говорят об эмиссии электронов. При переходе электронов (дырок) из одного тела в другое принято говорить о контактных явлениях. [c.451]

Наличие всевозможных дефектов кристаллической структуры должно несомненно влиять и на оптическое поглощение кристалла. Как было показано, первая полоса собственного поглощения щелочно-галоидных кристаллов обусловлена переходом электрона от иона галоида к соседнему иону щелочного металла и образованием электронно-дырочной пары. Энергию этого перехода можно приближенно оценить, пользуясь выражением [c.38]

Фоторезисты-диффузанты — новые светочувствительные материалы, на основе которых могут быть осуществлены обе основные операции планарной технологии изготовления полупроводниковых приборов фотолитография и диффузия. Диффузионный процесс определяет уровень глубины электронно-дырочного перехода в кремнии и концентрацию легирующей примеси. Создание однородных диффузионных переходов относится к числу сложных задач планарной технологии, решение которых обусловлено в большой степени выбором диффузанта. [c.195]

Направление перехода электрона зависит от положения уровня Ферми в объеме полупроводника и энергетического уровня хемосорбированной молекулы. Положение уровня Ферми определяет концентрапию дырочного и электронного газа в твердом теле. При хемосорбции, когда электрон или дырка переходят из твердого тела на адсорбированную молекулу, поверхность полупроводника заряжается, и в приповерхностном слое возникает заряд противоположного знака. В результате такого процесса наблюдается искривление энергетических зон вблизи поверхности полупроводника. [c.67]

Акцепторные уровни возникают за счет примесей, могущих воспринимать электроны из валентной зоны. Эти уровни образуются вблизи верхней части валентной зоны. Переход электронов из валентной зоны на акцепторные уровни осуществляется более легко, чем в зону проводимости, поскольку здесь необходимо преодолеть лишь часть запрещенной зоны. Переходы электронов на акцепторные уровни эквивалентны переходам дырок , локализованных на этих уровнях в валентную зону. Возникающую благодаря этому проводимость называют дырочной, а полупроводники с акцепторными примесями — дырочными (р-полупро-водниками) (рис. 9). К этому классу принадлежит, например, закись [c.63]

Хотя частичное заполнение электронных зон должно соответствовать металлическому характеру проводимости этих типов углеродных материалов, для них наблюдается положительный температурный коэффициент электропроводности. Это объясняется дырочным характером проводимости (или рассеиванием) на границе между сетками. По мере увеличения концентрации дырок нижняя зона постепенно истощается. При температурах выше 1400° С (рис. 8, в) процесс образования дырок вследствие выделения водорода, по-видимому, в основном завершается. Связывание разорванных сеток, происходящее во время роста кристаллов, приводит к уменьшению количества дырочных дефектов, играющих роль электронных ловушек. я-Зона начинает снова заполняться. Одновременно при росте размеров сеток углерода происходит уменьшение ширины АО запрещенной зоны. При температуре 2000° С (рис, 8, г) эту зону можно считать достаточно узкой для перехода электронов в зону проводимости под действием теплового возбуждения. Тя- [c.31]

Авторы работы [44] считают, что обнаруженное ими изменение знака термо-э.д.с. у сплавов Т1—Те в жидком состоянии открывает возможность создания жидких термогенераторов на основе р — и-переходов. Электронный тип проводимости для расплавов в жидком состоянии менее характерен, чем дырочный. [c.165]

Адсорбируя N0, можно разделить не только электронные поверхностные и объемные центры, но и дырочные, что обусловлено, вероятно, малым потенциалом ионизации этой молекулы и увеличением вероятности перехода электрона с окиси азота на дырочный центр при адсорбции. Доля поверхностных дырочных центров почти не изменяется с дозой излучения, но изменяется от О до 0,7 в зависимости от сорта силикагеля [20]. [c.411]

Наиболее широкое применение растворы, по-видимому, найдут в технологии производства микроминиатюрных электронных устройств. Выполненные к настоящему времени исследования [24—36] однозначно показали, что использование растворов в технологии создания электронно-дырочных переходов в полупроводниковых материалах существенно упрощает процесс, повышает производительность, увеличивает выход годных структур на стадии диффузии и, что является исключительно важным, позволяет плавно регулировать поверхностную концентрацию примесей в широком диапазоне при высокой равномерности распределения диффузанта по поверхности пластины. [c.273]

Предположим, что в качестве примеси в кристалл кремния введены атомы элемента П1 группы периодической системы, например бора (... 2з 2р ). В этом случае на образование четырех ковалентных связей с атомами кремния у каждого атома бора не достает по одному электрону, поэтому один электрон от атома кремния переходит к атому бора. Переход электрона сопровождается образованием дырки там, где ранее находился этот электрон. Следовательно, в кристалле кремния число дырок становится больше числа свободных электронов и кремний приобретает дырочную проводимость. Полупроводник, проявляющий только дырочную проводимость, называют полупроводником р-типа (позитивный), а примеси, создающие эту проводимость — акцепторными примесями. [c.250]

В полупроводниках с ковалентной химической связью появление электрона в зоне проводимости одновременно создает его вакансию в валентной зоне. Данная вакансия на конкретной молекулярной орбитали может заполняться электронами других занятых близлежащих МО. Такой переход электронов внутри валентной зоны как бы создает движение вакансии с одной МО на другую МО. Такие вакансии называются дырками. Поэтому электрический ток в полупроводнике определяется движением электронов в зоне проводимости и движением электронов в валентной зоне. В первом случае электроны переходят на незанятые МО, во втором — на частично занятые МО. В силу того, что энергии МО в зоне проводимости и валентной зоне отличаются, то и подвижности электронов в этих зонах также отличаются. Движение электронов в валентной зоне часто описывают как движение дырок, но в противоположном направлении. В электрическом поле такие дырки ведут себя как положительные электрические заряды. Проводимость полупроводника определяется как сумма его электронной и. дырочной проводимости. Это значит, что перенос тока в полупроводниках может осуществляться как электронами зоны проводимости (п-проводимость, от латинского negative — отрицательный), так и дырками валентной зоны (р-проводи.мость, от латинского positive — положительный). [c.636]

Некоторые элементарные металлоиды отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Каждый атом металлоида в кристалле связан с другими атомами ковалентной связью. В кристаллах полупроводников валентные электроны закреплены в атомах непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие свободных электронов в кристаллах металлоидов сообщает им некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь или так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам металлоидов еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом полупроводнике в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Однако вследствие того, что подвижности электронов и дырок различны, значения электронной (п) и дырочной (р) проводимости в общей электропроводности чистого металлоида (значение которой очень невелико) не равны друг другу. Соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле металлоида можно изменить, если в металлоид ввести даже очень незначительную примесь другого металлоида или, наоборот, металла. Пол у проводимость отличается от обычной металлической электропроводности не только своей малой величиной. Она увеличивается с повышением температуры и сильно зависит от освещения полупроводника. Наиболее же существенным признаком полупрово-димости является крайняя чувствительность к наличию примесей даже в самых ничтожных количествах. [c.44]

При переходе электрона к атому бора последний заряжается отрицательно, а вблизи атома кремния, откуда ушел электрон, локализуется дырка. Примеси, ведущие себя в кремнии подобно бору, называются акцепторами. Уровень энергии акцепторного атома располагается внутри зоны запрещенных энергий вблизи потолка валентной зоны и отделен от последней энергетическим зазором Д а (энергией активации акцептора) (рис. 133, б). Возбуждение электрической проводимости связано с захватом валентного электрона кремния акцепторной примесью и появлением дырки в валентной зоне. При этом электроны в зоне проводимости отсутствуют. При приложении внешнего электрического поля дырки в валентной зоне перемещаются за счет скачкообразного перехода электронов, как это происходит в собственном полупроводнике. Полупроводник, легированный акцепторной примесью, обладает только дырочной проводимостью и называется полупроводником р-типа (от positive — положительный). Электрическая проводимость описывается уравнением [c.315]

При помощи этого метода получают электронно-дырочные переходы с высокой воспроизводимостью электрических характеристик, что связано с возможностью точной регулировки глубины диффузионного слоя и распределения концентрации примеси в нем. К недостаткам данного метода относится трудность получения высокой поверхностной концентрации примеси (выше 10 см ). Чтобы избежать поверхностной эрозии, чистые элементы HI и V групп заменяют их окислами, в результате чего диффузия идет из стекловидных слоев, образующихся на поверхности. Особенно хорошие результаты получаются при применении соединений В2О3 и Р2О5. Наличие окисной пленки на поверхности кремния приводит к реакции [c.158]

Таким образом, физический механизм магнитно-спиновых эффектов в химических реакциях состоит в том, что в элементарной стадии химической реакции при движении вдоль координаты реакции система проходит область вырождения диабатических термов и в тех случаях, когда время пребывания в этой области достаточно велико, так что 1, даже очень малые магнитные возмущения могут изменить канал реакции, маршрут движения вдоль координаты реакции. Например, сверхтонкое взаимодействие неспаренных электронов с протонами в органических свободных радикалах порядка 10 -10 рад/с. Это означает, что в области вырождения состояний реагенты должны провести 1-100 наносекунд для того, чтобы сверхтонкое взаимодействие успело эффективно смешать электронные термы, вызвать синглет-триплетные переходы. Именно такие условия реализуются, например, в спин-коррелированных РП, в бирадикалах, электрон-дырочных парах. Об этом будет вторая лекция. [c.12]

КАТОДНАЯ ЗАЩИТА, см. Электрохимическая заи/ита. КАТОДОЛЮМИНЕСЦЁНТНЫЙ МИКРОАНАЛИЗ, не-разрушающий метод локального анализа полупроводников и диэлектриков, основанный на катодолюминесценции-разновидности люминесценции, к-рая возбуждается первичным пучком электронов (микрозондом) и возникает вследствие излучат, рекомбинации элеКтронно-дырочных пар или внутр. переходов в люминофорах. Свечение люминофоров м. б. обусловлено как св-вами основы, так и примесями. Спектры излучения разл. люминофоров могут находиться в интервале от коротковолновой УФ до ближней ИК области. Ширина спектральных полос (АХ) варьирует от сотен до долей нм и для мн. материалов уменьшается при охлаждении. [c.355]

Полупроводниковые кристаллы-активные среды полупроводниковых лазеров. Излучение в них генерируется в результате переходов между энергетич. уровнями зоны проводимости и валентной зоны. Иссюльзуют [юлу-проводники типа А В , А "В , А В . Активные элементы изготовляют из монокристаллов (напр., dS, GaAs, InAs, PbS), содержащих в своем объеме области, для к-рых характерен электронно-дырочный переход (р - и-переход), и из кристаллич. гетероструктур, образованных чередованием кристаллич. слоев, различающихся по хим. составу, но имеющих одинаковый период кристаллич. решетки. Наиб, распространены гетероструктуры, образованные слоями полупроводников типа А "В на основе арсенидов, фосфидов, антимонидов Ga и А1 и их твердых р-ров. Гетероструктуры получают также на основе многокомпонентных (тройных и более) твердых р-ров замещения (напр., Al,Ga, As), в к-рых при изменении состава в широких пределах период решетки не меняется. Полупроводниковые монокристаллы [юлучают из особо чистых исходных в-в кристаллизацией из расплавов (метод Чохральского, горизонтально направленная или зонная кристаллизация в контейнере, бестигельная зонная плавка) и эпитаксиальным выращиванием тонких кристаллич. слоев при кристаллизации из газовой фазы или расплавов твердых р-ров. Необходимые характеристики достигаются введением примесей в расплав или методом ионного внедрения примесных атомов. В качестве легирующих примесей используют, напр., элементы П (Zn, d, Mg акцепторы электронов), IV, VI (Sn, Те, Se, S доноры) групп. Благодаря разнообразию полупроводниковых кристаллов созданы лазеры, излучающие в диапазоне длин волн 0,3-30 мкм, обладающие малой инерционностью ( 10 с) и высоким кпд (до 50%), работающие как в импульсном, так и в непрерывном режиме (мощности 10 Вт при длительности импульса 3 НС и 10 Вт соответственно). Лучевая прочность полупроводниковых Л. м. ограничивает выходную мощность лазеров. [c.566]

В твердотельном детекторе используется процесс образования в полупроводнике электронно-дырочных пар при попадании в него электронов с высокой энергией. Электронная структура полупроводника включает незаполненную зону проводимости, разделенную запрещенной зоной от полностью заполненной валентной зоны. Когда электроны с высокой энергией испытывают неупругое соударение, электроны переходят в зону проводимости, где они могут свободно перемещаться, оставляя на ста-)ых местах в валентной зоне дырки, которые также могут пе-земещаться под действием приложенного поля (рис. 4.20) 85, 86]. Предоставленные сами себе свободный электрон и дырка в конечном итоге рекомбинируют. Приложенным полем электрон и дырка могут быть разделены. Это поле может быть [c.129]

Устройство 81(Ь1)-детектора показано на рис. 8.3-15. К переднему контакту кристалла приложено отрицательное напряжение 500 В. Когда в детектор попадает рентгеновское излучение, его энергия поглощается кристаллом. Это приводит к образованию так называемых электронно-дырочных пар. Электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости, оставляя в валентной зоне положительные дьфки . Таким образом, крис 1алл временно становится проводящим. Благодаря приложенному напряжению смещения электроны уходят к заднему контакту, а дьфки — к переднему, л в течение очень короткого момента времени через кристалл протекает ток. Это ок пропорционален энергии рентгеновского фотона, попавшего в детектор. Энергия создания одной пары электрон-дьфка в кремнии равна 3,85 эВ, так что рентгеновский фотон 6,400 кэВ (Ре К-Ьз,а) образует 1662 электрона. [c.78]

В фотонных детекторах поглощенные кванты излучения (фотоны) увеличивают число свободных носителей электрического заряда, изменяя электрическое состояние чувствительного элемента. При использовании эффекта фотопроводимости поглощенное ИК-излучение изменяет электропроводность чувствительного элемента. В рамках фотовольтаического эффекта, поглощенное излучение создает электронно-дырочные пары вблизи р-п перехода, генерируя электрический ток. В меньшей степени в детекторах ИК-излучения используют фотоэлектромаг-нитный эффект. [c.211]

Для окислов п.-типа (VaOs, ZnO) концентрация свободных электронов в приповерхностном слое будет уменьшаться вследствие перехода электрона от твердого тела к хемосорбированной молекуле. Для окислов р-типа (NiO, СнгО) концентрация дырок в слоях, расположенных вблизи поверхности, будет возрастать при хемосорбции акцепторных молекул. Направление перехода электрона зависит от положения уровня Ферми в кристалле и энергетического уровня хемосорбированной молекулы. Положение уровня Ферми определяет концентрацию дырочного и электронного газа на поверхности. При хемосорбции, когда электрон или дырка из твердого тела переходит на адсорбированную молекулу, поверхность полупроводника заряжается, и в приповерхностном слое возникает объемный заряд противоположного знака. В результате такого процесса наблюдается искривление энергетических зон вблизи поверхности полупроводника [162 J. Вследствие искривления зон положение уровня Ферми на поверхности кристалла сдвинуто по сравнению с положением его в объеме на величину Ае. Такое изменение положения уровня Ферми сопровождается изменением концентрации свободных электронов и дырок и вызывает изменение электропроводности Аа чем больше As, тем больше Аст. Работа выхода электрона ф — есть расстояние от уровня Ферми до уровня, соответствующего значению потенциала в пространстве над твердым телом. Изменение работы выхода Дф = —Ае (если пренебречь влиянием динольного момента у нейтральной молекулы). Работа выхода электрона изменяется в зависимости от степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами. Увеличение работы выхода наблюдается при адсорбции акцепторных, а уменьшение — при адсорбции донорных молекул на поверхности полупроводника. Согласно [c.54]

Местоположение иона 0 также может перемещаться по анионным узлам, что эквивалентно перемещению положительного заряда в противоположном направлении — может появиться р-полупроводимоСть (дырочная). Примером р-пОлупройоднн-ка может служить закись никеля. В решетке NiO обычно есть избыточный киСлороД, захватывающий электроны у Ni +. Это приводит к появленшо в узлах решетки ионов N 3+. Электропроводность NiO объясняется переходом электронов от Ni + к № +, что эквивалентно перемещению в противоположном направлении положительного заряда (дырки). Окись цинка — типичный электронный лроводник, закись никеля, закись меди — дырочные. [c.229]

Все хорошие катализаторы окислительно-восстановительного тина — электронные или дырочные нолу]1роводни1 и. Кислород — сильный акцептор электронов. Поэтому легко осуществимы переходы электрона с образованием адсорбированного О2, иногда с разрывом на атомы. Эти элш трон-ные процессы всегда возможны на металле или на полупроводнике, и для них нет трудностей, которые встречаются для процессов с отрывом кислорода поверхности решетки. Не обязательно получающиеся ионы-радикалы активнее других промежуточных форм, но при низких темиерат фах мало вероятны флуктуации со значительными анергиями и должны преобладать механизмы, при которых главным актом активации является переход электронов. При повышении температуры делаются возможными дополнительные процессы с прямым участием ионов кислорода поверхности катализатора или растворенных атомов кислорода. [c.140]

Важность распространения концепции Курнакова определяется еще, — и это главное, — потребностями более полного раскрытия сущности химических изменений, необходимостью более глубокого понимания энергетического состояния вещества при взаимо-действ1Ш его частиц дрзт с другом, а также с частицами реакционной среды — сореагентом, растворителем, стенкой сосуда, катализатором и примесями. Ведь дальнейшее развитие концепции Курнакова неизбежно приводит к выводу о том, что главной характеристикой дискретной формы химической организации вещества является полновалентное или близкое к нему межатомное химическое взаимодействие, т. е. приблизительно двухэлектронные заряды связей с энергией более 50—70 ккал/моль. Л главной характерной чертой непрерывной формы химической организации вещества является наличие в структуре неполновалентного межатомного взаимодействия (одноэлектронной и менее чем одноэлектронной ковалентной связи, неполных протонных переходов, незавершенных переходов электронной пары и т. п.) и вместе с тем наличие ненасыщенности — свободных валентностей в виде холостых электронов или электронного и дырочного газа, донорно-акцепторной способности и т. д. [c.197]

Тонкопленочные покрытия. Метод образования тонкопленочных покрытий из растворов разработан докт. техн. наук А. И. Борисенко в 1958 г. Впервые в мире, на два года раньше, чем в США, разработан простой и высокопроизводительный метод создания электронно-дырочных переходов в полупроводниковых материалах. Это достигнуто путем образования стекловидных пленок, например из кремнеорганических растворов, содержащих примеси — диффузанты. Предложенный метод имеет очень важное значение для всех предприятий электронной промышленности, так как позволяет создавать быстродействующие электронные приборы. В этих работах, проводимых под руководством А. И. Борисенко, участвовали Н. Е. Прихидько, Л. В. Николаева, И. В. Гусева, В. Н. Бабушкин, Л. Ф. Чепик и др. [c.17]

Смотреть страницы где упоминается термин Переход электронно-дырочный: [c.255] [c.263] [c.116] [c.454] [c.175] [c.162] [c.326] [c.429] [c.458] [c.250] [c.6] [c.130] [c.285] [c.285] [c.250] [c.251] [c.147] [c.10] [c.711] [c.329] [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология