А., Абуова Ф. У. Конденсирленген күй физикасы астана 2011
жүктеу/скачать 17 Mb.
|
Пособие по ФКС каз.окон
| 9.15-сурет. Донорлық жартылай өткізгіштің электронды күйінің сызбасы
Бөлме температурасында жартылайөткізгіштің өтіміділігіне донорлық деңгейден өтімділік деңгейге электрондардың өтуі кезінде беретін үлесі зор, электрондардың валентті зонадан ауысу ықтималдығы өте аз. Температураны арттырғанда электрондардың көп бөлігі донорлық деңгейден өтімділік зонасына өтеді, онымен қоса электрондардың валентті зонадан өтімділік зонаға өту ықтималдығы да артады. Валентті зонадағы деңгейлер саны қоспалы деңгейлер санынан әлдеқайда көп болғандықтан, температураның артуымен электрондар мен кемтіктер концентрациясының айырмашылығы аз байқалады, олар бір-бірінен аз шамаға – донорлық деңгейлер концентрациясына ерекшеленеді. Жартылайөткізгіштердің донорлық сипаттамасы осы кезде аз айқындалады. Және соңында, температураның одан әрі жоғарылауы есебінен жартылай өткізгіштерде заряд тасушылардың концентрациясы өте көп болады, донорлық жартылай өткізгіш қоспасы жоқ жартылай өткізгішке ұқсас, сосын - өтімділік зонасында электрондар саны көп өткізгішке ұқсас болады. Ферми деңгейі донорлық жартылай өткізгіште энергия шкаласы бойынша жоғары қарай ығысады, төменгі температурада бұл ығысу үлкен болады, өйткені еркін электрондар концетрациясы кемтіктерден әлдеқайда артық. Тепмература артқан кезде, жартылай өткізгіштің донорлық сипаты аз айқындала түскен сайын, Ферми деңгейі қоспасы жоқ жартылай өткізгіш секілді тыйым салынған зонаның ортасына қарай ығысады. Акцепторлық жартылай өткізгіштер –өткізгіш атомынан электрондарды оңай "алып қоятын" элементін жартылай өткізгішке қосқан кезде пайда болады. Мысалы, төрт валентті кремнийге (немесе германийге) үш валентті индийді қоссақ, онда соңғысы кристалдық торда өзінің үш валентті электронын үш валентті байланыс құру үшін қолданады, ал төртінші байланыс электронсыз қалады. Электрон көрші байланыстан осы бос орынға өте алады, сонда кристалда кемтік пайда болады (9.16-суретті қара). Бұл жағдайда кристалда артық кемтік болады. Қоспасы жоқ жартылай өткізгіш жағдайы сияқты мұнда электрон–кемтікті жұп түзілетіндігін ұмытпау керек, дегенімен бөлме температурасында осы процесс ықтималдығы жеткілікті аз. Акцепторлық жартылай өткізгіштердегі кемтіктерді басты заряд тасушы деп қарастыру қабылданған, ал электрондар - басты заряд тасушы емес. Зоналық теория тілінде электрондардың толыққанды ковалентті байланыстан электроны жетіспейтін байланысқа ауысуы тыйым салынған зонада, яғни өтімділік зонаның төменгі жағына акцепторлық деңгейдің орналасуына сәйкес келеді (9.16-сурет). Осындай валентті зонадан акцепторлық деңгейге ауысуы үшін, яғни электронның ковалентті байланыстан толықтай кетуі үшін оған валентті зонадан өтімділік зонаға ауысуына қажет энергиясынан аз энергия қажет (осы жерде электрон бір ковалентті байланыстан дәл сондай дерлік басқа байланысқа жәй ғана ауысады) (9.16-сурет) . жүктеу/скачать 17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|