2. Особливості Статистики носїв заряду з анфотермною домішкою.

Це та домішка, яка може проявляти і донорні і акцепторні властивості.

Амфоте́рність — здатність сполук проявляти кислотні й основні властивості. Амфотерними сполуками (їх ще називають амфолітами) є вода, амінокислоти, гідроксиди алюмінію, цинку,хрому тощо. При дисоціації амфотерні сполуки дають іони Н⁺ і ОН⁻. Амфотерність багатьох сполук використовується в хімічному аналізі для розділення елементів.

Збільшення концентрації домішки до 1,0 ат. % Sb призводить вже не тільки до суттєвого зменшення коефіцієнта термо-ЕРС (рис. 3), але й до зниження величини питомої електропровідності легованих зразків. Таку поведінку термоелектричних параметрів можна пояснити амфотерними властивостями елементів V групи періодичної таблиці. Описати поведінку домішки стибію у плюмбум телуриді можна з погляду кристаквазілохімії. Той факт, що стибій може займати як позиції плюмбуму, так і позиції телуру в кристалічній структурі PbTe, можна описати диспропорціонуванням її зарядового стану. Стибій, заміщуючи плюмбум у його підгратці, є донором.

Білет 22

1. Механізми розсіювання носіїв заряду Електропровідність напівпровідників та механізми розсіяння носіїв заряду в них.

(ф12) густина струму.

рухливість і концентрація характеризують дві різні швидкості

Дрейфова і хаотична.

(ф13)

час релаксації все що до тау прискорення.

це рухливість електрона це величина швидкості дрейфового руху прикладеного поля.

Звідси:

(ф14)

Якщо ми маємо чистий германій то при кімнатній температурі

(ф15)

Час релаксації

(ф16)

Якщо прирівняти кінетичну енергію

(ф17)

З цієї рівності ми отримаємо теплову швидкість

(ф18)

Тепер розглянемо дрейфову швидкість

(ф19)

Величина дрейфового руху.

В такому випадку густина струму буде задаватися тільки дрейфовою складовою руху. Траєкторія руху носіїв заряду визначається механізмами взаємодії носія заряду із низкою впливів.

Рис 4.

• Розсіяння може бути на фононах.

• Розсіювання на домішках(нейтральна і іонізована домішка).

• Розсіяння на структурних дефектах (в основному на вакансіях і дислокаціях).

Змішане розсіяння.

Кількісною характеристикою розсіяння є довжина вільного пробігу, або середній час між зіткненнями. При чому це час релаксації.

(ф20)

Оскільки він характеризує затухання коливань при виключенні зовнішнього поля. Для опису електропровідності потрібно знати величину питомої електропровідності, яка характеризується рухливістю та часом релаксації. А цей зв'язок характеризується механізмами розсіяння.

Розглянемо залежність

(ф21)

В області високих температур електронне розсіяння відбувається в основному на фононах. В неполярних кристалах розсіяння відбувається на акустичних фононах.

Довжина вільного пробігу є обернено пропорційна від концентрації фононів. Оскільки в високому об’ємі є пропорційна

(ф22)

Вираз для електропровідності підставити то ми побачимо, що рухливість носіїв заряду це величина, яка рівна

(ф23)

для не виродженого електронного газу рухливість пропорційна

(ф24)

для виродженого

(ф25)

В області низьких температур домінують процеси пов’язані із розсіюванням іонізованими домішками. Це розсіяння призводить до збільшення хаотичності руху. Чим більша швидкість і чим більший питомий заряд електрона і чим більша ефективна маса носія заряду, тим більший кут розсіяння і як наслідок, тим менша довжина вільного пробігу. В реальних кристалах при температурах їх експлуатації одночасно домінують декілька механізмів, тому у кристалах є змішане розсіяння. Реально кристал задає змішане розсіяння.