1. Поверхневі стани Поверхневі енергетичні стани є двох типів.

1. Поверхневі стани Шоклі виникають внаслідок порушення просторової періодичності кристалу елементарних комірок в кристалах.

2. Поверхневі стани Тамма, які є результатом деформації потенціалу в крайніх верхніх комірках. Може бути зумовлена... Перший дефект є правилом результату строгої періодичності елементів кристалічної гратки. Наявність дефектів Шотткі коли відсутній поверхневий атом приводить до порушення періодичності і зміни властивостей. Поверхневі стани проявляють себе в адсорбційних властивостях матеріалу. Адсорбована частинка може захоплювати, або віддавати електрон. Визначається критерієм Електронна спорідненість забезпечує акцепторні властивості поверхневих станів. Спорідненість дірок проявляє донорні властивості. Атом кисню на поверхні буде забезпечувати донорні рівні в забороненій зоні, а наявність води акцепторні. Визначається це функцією Фермі.

(ф1)

енергія активації енергія рівня Фермі

Заповнення на поверхні незаповнених зв’язків приводить до утворення надградок або надмірних кристалічних систем. Формування на поверхні зв’язки надградок енергетичні рівні,

.

Рис 1.

якщо на поверхні існують енергетичні стани це приводить до формування в при-поверхневому шарі область поверхневого заряду енергетичні рівні на поверхні можуть зазнавати загину зон. Загин є вниз, якщо поверхневий стан збагачений електронами, а якщо збагачений дірками то енергетичні рівні будуть загинатися вверх. Енергія Фермі не міняється, не змінюється від наявності поверхневих станів. Наявність надлишку концентрації n чи р в шарі приводить до формування провідного поверхневого шару.

Наявність вбудованого при-поверхневого шару в товщині від 0 до L кім поверхневої провідності супроводжується формуванням ємності поверхневого заряду. В результаті чого повна ємність для напівпровідникових кристалів,

(ф2) C=C+

отже поверхневі енергетичні стани, (Стани Тамма) які зумовлені наявністю нескомпенсованих валентних зв’язків стимулюють зміни властивостей напівпровідників концентрація таких станів є в межах вів 10¹⁰ до 10¹⁵. Вперше енергетичні стани були пояснені Таммом і досліджені були на атомно-чистій поверхні Кремнію шляхом вимірювання електропровідності та фотопровідності. Дозволили визначити величину заряду, який локалізується в таких при-поверхневих шарах.

2. Який зв'язок CdS і ТеS.

Білет 8

1. Що таке електронна спорідненість

Електронна спорідненість – це енергія яка виділяються при приєднанні електрона до атома. Електрона спорідненість галогенів лежить в межах [1- 9] еВ. Енергія споріднення Cl – 3.6 eB для F -3.1 eB.

В NaCl енергія внутрішнього зв’язку 5.7 еВ. Енергія Маделунга – також залежіть від параметру який називається координаційне число.

2. Фізика контактних явищ метал-н/п

Контактні явища в напівпровідниках та металах.

Контакт метал напівпровідник.

Нехай буде напівпровідник n-типу. Термодинамічна робота виходу напівпровідника - це енергія яку потрібно затратити, щоб перевести електрон з дна зони провідності у вакуум це є зовнішня робота виходу, яка дорівнює величині електронного споріднення.

Рис 1.

(ф1)

Якщо є метал то характерною є його термодинамічна робота виходу.

Рис 2.

(ф2)

метал напівпровідник

Рис 3.

нехай напівпровідник є n-типу тоді термодинамічний вихід:

(ф3)

Поверхня металу буде заряджатися негативно, а поверхня напівпровідника буде заряджений позитивно і виникає контактна різниця потенціалів. Ця контактна різниця потенціалів буде доти, поки сформоване електричне поле не буде протидіяти переходу електронів, а це приведе до того, що рівень фермі в наслідок переходу напівпровідник метал повинні вирівнятись.

(ф4)

Рис 4.

в такому випадку сумарний потік

(ф5)

напруженість ел поля яка виникає на відстані де

(ф6)

кількість електронів на одиниці поверхні це

(ф7)

для того що визначити товщину шару з якого виходять електрони поділити на повну концентрацію.

(ф8)

якщо припустити що різниця термодинамічних різниць виходу дорівнює одиниці і а концентрація носіїв заряду 10"22

для металу глибина проникнення буде

при великих товщинах величини є ввдносно малими заряд локалізується на поверхні. Якщо товщина є співмірна товщині гратки то всі зміни концентрації носіїв заряду будуть відбуватися в приповерхневому шарі напівпровідника. Якщо величина ., то товщина залишиться малою а буде .

При цьому виникає шар збіднення при чому концентрація носіїв заряду міняється за законом

(ф9) .

якщо підставити в

(ф10)

то можна бачити що енергія електронів в зоні збіднення збільшується при наближенні до границі розділу.

З урахуванням контактної різниці потенціалів:

Рис 5.

Оскільки величина напруженості поля, яке формується за рахунок контактної різниці потенціалів є на три порядки менше за внутрішнє кристалічне поле то це означає що ширина ЗЗ не буде мінятися.

Випадки

Рис 6.

Бар’єр стає відсутній і зводиться до нуля і залежність I від U стає лінійною. Якщо поміняти полярність то товщина запірного шару буде рости і концентрація буде менша. Збільшення напруги не міняє

Рис 7.

і прилад, який використовує структуру метал напівпровідник це структура Шотткі.

Рис 8.

якщо пряме включення то опір

Рис 9.

Еквівалентна схема

Рис 10.

Білет 9