ΠŸΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Π² написании студСнчСских Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚
АнтистрСссовый сСрвис

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

Π Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠŸΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Π² Π½Π°ΠΏΠΈΡΠ°Π½ΠΈΠΈΠ£Π·Π½Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ‚ΠΎΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΠΌΠΎΠ΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ искаТаСт ΠΏΠΎΠ»Π΅ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΡŽ Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ энСргСтичСского уровня D Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ°, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ примСсным ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΌ. Π’ ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ гСрмания с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° этот ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ располагаСтся ΠΎΡ‚ Π΄Π½Π° Π·ΠΎΠ½Ρ‹ проводимости Π½Π° Ρ€Π°ΡΡΡ‚оянии? Π•= 0,013 эВ. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ? Π•< kT, Ρ‚ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹Ρ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… энСргия Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния достаточна для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Ρ€ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ… Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Ρ‰Ρ‘ >

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (Ρ€Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚, курсовая, Π΄ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌ, ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒΠ½Π°Ρ)

ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², обусловлСнная примСсями, называСтся примСсной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, Π° ΡΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ — примСсными ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ обусловлСна примСсями (Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ посторонних элСмСнтов), Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² (ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ со ΡΡ‚СхиомСтричСским составом), Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ (пустыС ΡƒΠ·Π»Ρ‹ ΠΈΠ»ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Π² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄ΠΎΡƒΠ·Π»ΠΈΡΡ…) ΠΈ ΠΌΠ΅Ρ…аничСскими (Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‰ΠΈΠ½Ρ‹, дислокации ΠΈ Ρ‚. Π΄.) Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ. НаличиС Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ примСси сущСствСнно измСняСт Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ. НапримСр, ΠΏΡ€ΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 0,001 Π°Ρ‚. % Π±ΠΎΡ€Π° Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ увСличиваСтся ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π² 10 Ρ€Π°Π·.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² рассмотрим Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Ge ΠΈ Si Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ вводятся Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ с Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΎΡ‚ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚ности основных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ. НапримСр, ΠΏΡ€ΠΈ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° гСрмания пятивалСнтным Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° As (рис. 6, Π°) ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ элСктрон Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи, ΠΎΠ½ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ся лишним ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… колСбаниях Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΡ‚Ρ‰Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½ ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°, Ρ‚. Π΅. ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ свободным. ΠžΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ свободного элСктрона Π½Π΅ ΡΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠΆΠ΄Π°Π΅Ρ‚ся Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи; ΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Ρ, рассмотрСнного Π² § 2, Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° Π½Π΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚. Π˜Π·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° примСси, связан с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ примСси ΠΈ ΠΏΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ΅ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚.

Π‘ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ зрСния Π·ΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ рассмотрСнный процСсс ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ (рис. 6, Π±).

Π’Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅

примСси искаТаСт ΠΏΠΎΠ»Π΅ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΡŽ Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ энСргСтичСского уровня D Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ°, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ примСсным ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΌ. Π’ ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ гСрмания с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° этот ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ располагаСтся ΠΎΡ‚ Π΄Π½Π° Π·ΠΎΠ½Ρ‹ проводимости Π½Π° Ρ€Π°ΡΡΡ‚оянии? Π•= 0,013 эВ. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ? Π•< kT, Ρ‚ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹Ρ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… энСргия Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния достаточна для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Ρ€ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ элСктроны примСсного уровня Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости; ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ этом ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° Π½Π΅ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ… ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° ΠΈ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΠΈ Π½Π΅ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ, Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ большС валСнтности основных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны; Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ элСктронная примСсная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ (ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ n? Ρ‚ΠΈΠΏΠ°). ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ элСктронными (ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ n? Ρ‚ΠΈΠΏΠ°). ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ, ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ источником элСктронов, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ, Π° ΡΠ½Π΅Ρ€Π³Π΅Ρ‚ичСскиС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ этих примСсСй — Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ уровнями.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ крСмния Si Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ примСсный Π°Ρ‚ΠΎΠΌ с Ρ‚рСмя Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ элСктронами, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ Π±ΠΎΡ€ B (рис. 7, Π°). Для образования связСй с Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ блиТайшими сосСдями Ρƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° Π±ΠΎΡ€Π° Π½Π΅ Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктрона, ΠΎΠ΄Π½Π° ΠΈΠ· ΡΠ²ΡΠ·Π΅ΠΉ остаСтся Π½Π΅ΡƒΠΊΠΎΠΌΠΏΠ»Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΈ Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Π΅Ρ€Ρ‚Ρ‹ΠΉ элСктрон ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‡Π΅Π½ ΠΎΡ‚ ΡΠΎΡΠ΅Π΄Π½Π΅Π³ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° основного вСщСства, Π³Π΄Π΅ соотвСтствСнно образуСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°. ΠŸΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ элСктронами эквивалСнтно двиТСнию Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, Ρ‚. Π΅. Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π½Π΅ ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ, Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ся Π² Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ΅ крСмния ΠΊΠ°ΠΊ свободныС ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды. Π˜Π·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΆΠ΅ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° примСси, связан с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ примСси ΠΈ ΠΏΠΎ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚.

По Π·ΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ, Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ (рис. 7) Ρ‚Ρ€Π΅Ρ…Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ примСси Π² Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ крСмния ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΡŽ Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ примСсного энСргСтичСского уровня А, Π½Π΅ Π·Π°Π½ΡΡ‚ΠΎΠ³ΠΎ элСктронами. Π’ ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ крСмния с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Π±ΠΎΡ€Π° этот ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ располагаСтся Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅Π³ΠΎ края Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ Π½Π° Ρ€Π°ΡΡΡ‚оянии? Π•— 0,08 эВ (рис. 7, Π±). Π‘Π»ΠΈΠ·ΠΎΡΡ‚ΡŒ этих ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ ΠΊ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… элСктроны ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ пСрСходят Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Ρ‹Π΅ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ ΠΈ, ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡΡΡŒ с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ Π±ΠΎΡ€Π°, Ρ‚Π΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ΅ крСмния, Ρ‚. Π΅. Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΠΈ Π½Π΅ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚. НоситСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ лишь Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ, Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ мСньшС валСнтности основных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ; Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ (ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ p? Ρ‚ΠΈΠΏΠ°). ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ (ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ p? Ρ‚ΠΈΠΏΠ°). ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ, Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ элСктроны ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ, Π° ΡΠ½Π΅Ρ€Π³Π΅Ρ‚ичСскиС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ этих примСсСй — Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ уровнями.

Π’ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ проводимости, ΠΎΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅ΠΉΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ элСктронами ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°ΠΌΠΈ, примСсная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² обусловлСна Π² ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΠΎΠΌ носитСлями ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π·Π½Π°ΠΊΠ°: элСктронами — Π² ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ примСси, Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°ΠΌΠΈ — Π² ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠΉ. Π­Ρ‚ΠΈ носитСли Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ основными. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ основных носитСлСй Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ носитСли: Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° — Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… p? Ρ‚ΠΈΠΏΠ° — элСктроны.

НаличиС примСсных ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… сущСствСнно измСняСт ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ уровня Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ E. РасчСты ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΡΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² n? Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ E ΠΏΡ€ΠΈ Π’ = 0 К Ρ€Π°ΡΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ посСрСдинС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΄Π½ΠΎΠΌ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ проводимости ΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΌ (рис. 8).

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

(рис. 8) (рис. 9) (рис. 10).

Π‘ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ всС большСС число элСктронов ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΈΠ· Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹Ρ… состояний Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости, Π½ΠΎ, ΠΏΠΎΠΌΠΈΠΌΠΎ этого, возрастаСт ΠΈ Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΎ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… Ρ„Π»ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΠ°Ρ†ΠΈΠΉ, способных Π²ΠΎΠ·Π±ΡƒΠΆΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ элСктроны ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Ρ€Π°ΡΡ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΡ… Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π·ΠΎΠ½Ρƒ энСргии. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΈ высоких Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Π½Π΄Π΅Π½Ρ†ΠΈΡŽ ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π½ΠΈΠ· (сплошная кривая) ΠΊ ΡΠ²ΠΎΠ΅ΠΌΡƒ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ полоТСнию Π² Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π΅ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π½ΠΎΠΌΡƒ для собствСнного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

Π£Ρ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… p? Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΏΡ€ΠΈ T=0 К E Ρ€Π°ΡΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅Ρ‚ся посСрСдинС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠΎΠΌ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΌ (рис. 9). Бплошная кривая ΠΎΠΏΡΡ‚ΡŒ-Ρ‚Π°ΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π΅Π³ΠΎ смСщСниС с Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€ΠΎΠΉ. ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ…, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… примСсныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ истощСнными ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй происходит Π·Π° ΡΡ‡Π΅Ρ‚ возбуТдСния собствСнных носитСлСй, ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ располагаСтся посСрСдинС Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅.

ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ примСсного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ любого ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, опрСдСляСтся ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ носитСлСй ΠΈ ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. Π‘ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ носитСлСй мСняСтся ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ слабому стСпСнному Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ, Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚рация носитСлСй — ΠΏΠΎ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ ΡΠΊΡΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ, поэтому ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ примСсных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ опрСдСляСтся Π² ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΠΎΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π½ΠΎΠΉ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² Π½Π΅ΠΌ. На Ρ€ΠΈΡΡƒΠ½ΠΊΠ΅ 10 Π΄Π°Π½ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊ зависимости ΠΎΡ‚ Π΄Π»Ρ примСсных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². Участок АВ описываСт ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Рост примСсной проводимости ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ обусловлСн Π² ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсных носитСлСй. Участок Π’Π‘ соотвСтствуСт области истощСния примСсСй (это ΠΏΠΎΠ΄Ρ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΈ ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹), участок CD описываСт ΡΠΎΠ±ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

ΠŸΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ вСсь тСкст
Π—Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰Π΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΎΠΉ