9. Беспорядок в кристалле обусловленный посторонними примесями. Неизбежность присутствия примесей в кристалле.

Кристалл с примесями можно рассматривать как твердый раствор. Что бы узнать будет или не будет такой р-р образовываться нужно посмотреть как ведет себя энергия Гиббса ΔGсм=X1ΔM1+…+XnΔMn, n-число смешивающихся компонентов. X-мольные доли этих компонентов. ΔМ-изменение химического потенциала. Энергия смешения является функцией концентрации компонентов. Для целей микроэлектроники примеси в кристалл внедряют специально. такой процесс называется легированием(если речь идет об изменении электро-физических св-в)- в основном проводимости либо активированием(как правило если речь идет о бинарных кристаллах и о таких св-вах как люминесценция, ширина запрещенной зоны. В зависимсти от расположения ч-цы примеси в кристалле выделяют 2 типа твердых растворов: 1) тв. р-ы замещения,когда ч-ца примеси замещает родную ч-цу в узле кристаллической решетки. 2) тв. р-ры внедрения,когда ч-ца примеси попадает в междоузлие. Тот или иной тип тв. р-ра образуется в зависимости от энергетической выгоды. Условия благоприятствующие образованию твердых растворов замещения:1)Геометрическая близость ч-цы примеси и тех частиц место которых она занимает. 2)Схожесть решеток в которых кристаллизуется замещающая и замещаемая частицы. 3)Химическая близость замещающей и замещаемой частицы. 1и 2 условие являются сильно благоприятствующими для растворения примеси,отклонение от них снижает растворимость,влияет на прочностные качества. при нарушении 3 условия возникают изменения электрофизических св-в.

10.Факторы, обуславливающие явления переноса. Хаотический и направленный перенос.

Перенос термодинамически неизбежен. Однажды появились дефекты сами превращающиеся в фактор обеспечивающий перенос вещ-ва. происходит взаимообращение причины и следствия,без дефектов нет переноса-без переноса нет дефектов. Перенос в-ва- это диффузия. 2 вида диффузии:1)Хаотическая самодиффузия-процесс самопроизвольного случайного движения частиц в кр-лах под действием тепловых флуктуаций. 2) Направленная диффузия-процесс направленного переноса ч-ц под действием неких внешних сил. Вкач-ве внешних сил могут выступать: 1)Химический потенциал 2)электрический потенциал. Например диффузия до тех пор пока внешняя сила не исчезнет,либо пока не скомпенсируется какой-то внутренней силой,когда это произойдет останется лишь хаотическая самодиффузия. Если в кр-ле преобладают дефекты нестехиометрии-диффузия называется собственной, если примесные дефекты-то не собственной.

11.Механизмы диффузии в кристаллах. Хаотическая самодиффузия. Коэффициент хаотической самодиффузии.

Механизмы диффузии. 1)Вакансионный-дифундирующая частица движется по свободным местам в узлах решетки, это равносильно тому,что вакансия движется в противоположную сторону.2)Механизм междоузельный-ч-ца движется по междоузлиям кристалл решетки. 3)Механизм вытеснения(эстафетный)-междоузельная частица выпихивает частицу из узла в другое междоузлие, та точно также,и т.д. Вслучае поверхностной диффузии данная классификация не применима,происходят просто скачки частицы по активным центрам поверхности. Хаотическая самодиффузия. Чтобы ч-ца двигалась внутри кристалла ей постоянно надо преодолевать потенциальные барьеры сформированные частицами в узлах. Двигаясь частица проходит некий путь который складывается из длины отдельных скачков. Не зависимо от того двигается частица по вакансиям или междоузлиям длина одного скачка будет равна параметру решетки a (пример на рисунке 3 стрелочки одинаковые это эс, и одна стрелочка одинаковая а S1=S2=S3=a). Единственный скачок называется элементарным скачком.Длина пути пройденного частицей в конкретном направлении не будет равна сумме длин элементарных скачков,которые она совершила. В случае если ч-ца движется хаотически ее смещение вдоль какого-то направления задается средне-квадратичным смещением R²=nS²=na², R-среднеквадратичное смещение,n-число скачков.D=(1/6)(a²/t),t-время между скачками частицы. D-коэффициент хаотической самодиффузии показывает как быстро со временем меняется среднеквадратичное смещение частицы. фактически он показывает способность частиц кр-ла к самоперемешиванию.