примесные уровни

ПРИМЕСНЫЕ УРОВНИ - энергетич. состояния (уровни) полупроводника, расположенные в запрещённой зоне и обусловленные присутствием в нём примесей и структурных дефектов. В зависимости от того, мало или сравнимо с шириной запрещённой зоны расстояние от П. у. до края ближайшей разрешённой зоны, различают мелкие и глубокие П. у. По способности примесного атома отдавать электрон в зону проводимости либо принимать его из валентной зоны П. у. подразделяют надонорные и акцепторные (рис.). Мелкие П. у., соответствующие примесям замещения (замещение атома кристалла примесным атомом), проявляют донорный характер, если валентность примесного атома превышает валентность атомов осн. кристалла, или акцепторный - при обратном соотношении. Глубокие П. у. обычно образуются при замещении атомов матрицы атомами, отличающимися по валентности более чем на1. Такие примеси иногда способны образовывать неск. П. у., соответствующих разл. зарядовым состояниям, напр. атомы Си в Ge создают три П. у., соответствующих ионам Глубокие П. у., отвечающие разным ионам, могут иметь разл. характер (одни - быть донорными, другие-акцепторными).

Схема уровней энергии различных примесей в Si (а) и Ge (б).

В случае примесей внедрения донорный или акцепторный характер П. у. не зависит от их валентности, а определяется величиной электроотрицательности. Если электроотрицательность у примесных атомов больше, чем у атомов матрицы, то П. у. наз. акцепторными, в обратном случае - донорными. Одна и та же примесь может быть донором при замещении и акцептором при внедрении (напр., О в Si) либо наоборот.

П. у. локализованы вблизи дефектов. При очень высоких концентрациях примесей волновые ф-ции, соответствующие П. у., перекрываются, что приводит к "размыванию" П. у. в примесные зоны.

Лит. см. при ст. Полупроводники. Э. М. Эпштейн.

   <<      Предметный указатель      >>