SEMICONDUCTORI AMORFICI ȘI STICLA ÎN STICLĂ sunt substanțe amorfe și sticloase care posedă proprietățile semiconductorilor. A. și p. etc. se caracterizează prin prezența unei situații apropiate și absența ordinelor cu rază lungă de acțiune (a se vedea comanda Far și cu rază scurtă de acțiune).
A. și p. prin compoziție și structură sunt împărțite în calcogen, oxid, organic, tetraedric. Naib. S-au studiat în detaliu calcogenidele vitroase (CSP) și elementar tetraedric (STEP). Recepția HSP în bază. fie prin răcirea topiturii, fie prin evaporarea în vid. Acestea includ Se și Te, precum și aliaje vitrece cu două și mai multe componente ale calcogenilor (sulfuri, selenide în telurăzi). metale (de exemplu, As-S-Se, As -Ge-Se-Te, As-Sb-S-Se, Ge-S-Se, Ge-Pb-S). STEP (amorfe Ge și Si) sunt obținute cel mai adesea prin pulverizare ionică într-o stare dezagregată. atmosfere care conțin hidrogen sau disocierea gazelor care le conțin (în special, SiH4 sau GeH4) într-o descărcare de înaltă frecvență.
Caracteristici A. și. sunt legate de particularitățile energiei. spectrul de electroni. Disponibilitatea energiei. regiunile cu densități ridicate și joase ale stărilor electronice este o consecință a ordinii cu rază scurtă de acțiune. Prin urmare, se poate vorbi în mod condiționat despre o structură de bandă a unei structuri necristaline. substanțe (vezi teoria zonelor). Cu toate acestea, dezordinea structurii conduce la apariția unui altul. permise stări electronice, densitatea cărora intră în adâncimea benzii interzise, formând "cozile" densității stărilor (fig.1, a).
Fig. 1. Schemele spectrului energetic al HSF As2 Se2. Regiunile statelor locale sunt umbrite. - limitele regiunilor cu densități de stat ridicate; - zonă interzisă prin mobilitate.
Stările electronice din "coadă" sunt împărțite în localizate și delocalizate (conductive). Limitele ascuțite dintre aceste stări sunt numite marginile mobilității (și, fig.1), distanța dintre ele este numită. bandă interzisă (sau fantezie) prin mobilitate (a se vedea sistemele neordonate).
Conductivitate electrică. Maximele datorate defectelor structurii pot să apară în interiorul decalajului și să se suprapună între ele, la fel ca "cozile" în sine (fig.1, b, c). În concordanță cu aceasta, se disting trei mecanisme de conductivitate, care predomină în dezacord. intervalele de temperatură: a) transportul încărcăturilor de încărcare. excitat pentru marginea mobilității, potrivit lui Deloque-Liz. state. În acest caz, static. Conductivitatea pe o gamă largă de temperatură este determinată de expresie. unde este energia Fermi. b) Sporirea transferului de purtători de sarcină excitați în localizări. se află în apropierea marginilor mobilității (de exemplu, în statele dintre și). În acest caz
unde W este energia de activare a saltului, 10 Ω -1 cm -1. c) Transportul sarcinilor transportate prin localizare. se află aproape de la distanță, crescând cu scăderea T:
Mecanismele "a" și "b" sunt mai caracteristice pentru CSP, caz "in" - pentru STAGE. Transportarea transportatorilor cu transpirație se manifestă prin dependența slabă a conductivității de curentul alternativ la temperatură; dependența de frecvență; în semnale opuse ale efectului termoelectric și efectului Hall.
Mobilitatea purtătorilor de sarcină este mică (10 -5 -10 -8 cm 2 V -1 s -1) și depinde de rezistența electrică. câmpul și grosimea eșantionului, care se atribuie fie captării repetate a transportatorilor pe siturile localizate. statele distribuite prin definiție. lege sau cu un transfer de sare.
Pentru majoritatea valorilor CVS s, iar energia de activare este aproape independentă de natura și concentrația de impurități (atomi străini exponat max. Valenței da toți electronii de valență în formarea de legături covalente cu DOS. Atomii). Cu toate acestea, impuritățile metalelor de tranziție (Ni, Mo, W, Fe) cauzează apariția conductivității impurităților (o creștere accentuată, Figura 2). Se presupune că este creată de electronii d, care nu pot participa la formarea legăturilor covalente. STEP, în special Si amorf, poate fi dopat eficient cu atomi de P și B.
Fig. 2. Dependența conductivității semiconductoarelor amorfe asupra concentrației de impurități ale metalelor de tranziție.
Fig. 3. Volt-amperi caracteristice semiconductorilor sticloizi calcinoidici în condițiile "efectului de comutare".
Pentru mulți CSP, efectul de comutare este caracteristic - rapid (
10 -10 s) tranziție reversibilă de la starea de rezistență ridicată (fig. 3, 1), în mică rezistență (2) sub acțiunea electric puternic. câmpuri> = 10 5 V * cm -1. Acest lucru se datorează injectarea de electroni și găuri de contact și delocalizare capturat purtătorilor de sarcină și rata de creștere în pinch-riu curent (a se vedea. Curent filamentarea) .În unele probe CGS stare de mică rezistență este reținut în permanență, și pentru a reveni la starea de rezistență ridicată trebuie să treacă prin proba timp scurt. pulsul curent. Acest efect de memorie se datorează cristalizării parțiale a CGS în regiunea cordonului curent.
În multe A. și p. în special în CGS, stările electronice din banda interzisă sunt polaroni cu rază mică. Umplerea unui astfel de electron de către un electron este însoțită de o deplasare a atomilor de rețea din vecinătate, ceea ce duce la o diferență în valorile obținute prin măsurătorile absorbției interband de lumină și energia de activare a conductivității.
Proprietăți optice. Marginea DOS. absorbția luminii în A și c. are trei secțiuni. În intervalul valorilor ridicate, coeficientul. absorbție> 10 4 cm-1. dependența de frecvență :. unde B
10 5 -10 6 cm-1 eV-1. - Lățimea optică a zonei interzise. La 1,0 cm-1
În majoritatea lui A și S, n, sensul este observat. fotoconductie. unde L este intensitatea luminii; 0,5 [n [1,0. Distribuția spectrală are o ramificație maximă și o înclinație lungă; dependența are un maxim în acea regiune T. unde
, și odată cu scăderea temperaturii, ea cade mai întâi exponențial și apoi mai ușor. Caracteristicile sunt explicate prin „lipirea“ și recombinarea purtători de neechilibru la centrele locale, energia distribuită în mod continuu pe o anumită (de exemplu, o exponențială) de drept. În HSP există o serie de caracteristici specifice. fenomenele, de exemplu. o scădere a luminiscenței în procesul de excitație, care se corelează cu fenomenul fotoreducerii. paramagne electronice. rezonanță (EPR) și fotoinduced. absorbție de lumină. Aceste caracteristici se explică prin prezența taxelor. defecte, care devin neutre și paramagnetice în timpul iluminării la temperaturi joase.
Siliciu amorf. Din ETAP naib, a studiat nizarii hidrogeologice. amorf Si. Hidrogenul "vindecă" conexiunile rupte în Si, reducând astfel densitatea apelurilor localizate. state în zona interzisă și oferind posibilitatea dopajului, precum și modificarea structurii generale și a întregului complex de energie electrică. și optice. proprietăți.
Aplicarea practică a lui A. și p. etc este variat. Datorită transparenței în regiunea de undă lungă a spectrului, XPS sunt utilizate în optică. instrumentare. Combinația de rezistență ridicată și fotoconductie ridicată este utilizat în electrofotografiere, transmițând tuburi de tip Vidicon de televiziune și pentru producerea fototermoplastich. convertoare de imagini. Efectul de comutare și memorie vă permit să obțineți comutatoare de mare viteză și matrice de memorie. Fotolizarea și reversibilitatea fotostimulatorilor. schimbări în optice. Proprietățile sunt folosite în medii de înregistrare ușoară pentru holografie și fotografierea fără argint. Stimularea externă. Impactul schimbării în solubilitatea MSC este baza foto-rentgenorezistorov și electron, photomasks, si altele. Filmele de amorf și altele. Si STAGE promițătoare pentru a construi panouri solare. precum și pentru a crea ef. electroluminescent, electrofotografic. dispozitive, vidicon și alte convertoare de imagine.
REFERINȚE Mott N. Davis, E. Procese electronice în substanțe necristaline, Per. cu engleza. t. 1-2, 2 ed. M. 1982; Kostylev SA, Shkut VA, Comutarea electronică în semiconductori amorfi, K. 1978; Shklovskii BI, Efros, AL, Proprietăți electronice ale semiconductorilor dopați, M. 1979; Sulfură de arsen sulfurat și aliajele sale, Kish. 1981; Teoria electronică a semiconductorilor dezordonați, M. 1981; Semiconductori amorfi, ed. M. Brodsky, per. cu engleza. M. 1982.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: