Некристаллические

полупроводники

•Во многих случаях к перечисленным материалам оказываются неприменимы основные положения физики монокристаллов, поскольку последние основаны на существовании периодической кристаллической решетки или, иначе говоря, на существовании трансляционной симметрии

Некристаллические

полупроводники

•Физика и технология приборов, основанных на некристаллических полупроводниках, в настоящее время активно развиваются. К таким приборам, прежде всего, относятся:

•фотоэлектрические преобразователи энергии (солнечные батареи) на основе гидрогенезированного аморфного и микрокристаллического кремния и его сплавов;

•матрицы тонкопленочных транзисторов для управления жидкокристаллическими дисплеями

ителевизионными экранами;

•устройства для записи и обработки оптической

иголографической информации:

Аморфные и

стеклообразные

полупроводники

• аморфные и стеклообразные вещества, обладающие свойствами полупроводников. Они характеризуются наличием ближнего и отсутствием дальнего порядка

Аморфные и

стеклообразные

полупроводники

• Потеря дальнего порядка приводит к исчезновению на дифракционных картинах резких рефлексов, свойственных кристаллам. Таким образом, имеется и экспериментальный метод разграничения кристаллических и некристаллических тел.

Некристаллические

полупроводники

Некристаллические

полупроводники

•При наличии дальнего порядка в расположении атомов потенциальная энергия носителей заряда, двигающихся в суммарном поле атомов, является периодической функцией координат. Нарушение дальнего порядка приводит к нарушению этой периодичности

Некристаллические

полупроводники

•Исходя из этого, можно дать следующее определение:

неупорядоченными называются материалы, в которых потенциальная энергия носителей заряда является непериодической функцией координат.

Зависимость потенциальной энергии носителей заряда от координаты в случае кристалла (а) и неупорядоченного

материала (б)

Некристаллические

полупроводники

•В качестве критерия используется изменение средней энергии носителей заряда Е, связанное с нарушением дальнего порядка. Поскольку в невырожденных полупроводниках средняя энергия электронов равняется kT

(k – постоянная Больцмана), то в случае Е<<kT нарушения дальнего порядка мало

влияют на энергетический спектр носителей заряда и материал является кристаллическим. Если же Е≥kT материал относится к неупорядоченным системам.

К неупорядоченным системам относятся:

•жидкие полупроводники;

•некристаллические полупроводники;

•сильно легированные кристаллические полупроводники;

•поверхность кристаллических полупроводников;

•неупорядоченные кристаллические полупроводниковые сплавы