Донор (физика): различия между версиями

303 байта убрано ,  11 лет назад
дополнение, обновление данных
(дополнение, обновление данных)
{{другие значения|Донор}}
'''Донор''' в [[физика твёрдого тела|физике твёрдого тела]] (см. также [[полупроводник]]и) -- примесь в [[кристаллическая решётке|кристаллической решётке]], которая отдаёт кристаллу [[электрон]]. Вводится при [[ковалентная связь|ковалентном]] типе связи. Бывают [[однозарядные доноры|однозарядные]] и [[многозарядные доноры|многозарядные]] доноры. Например, в кристаллах из элементов IV группы [[периодическая система элементов|периодической системы элементов]] ([[кремний|кремнии]], [[германий|германии]],) однозарядными донорами являются элементы V группы: [[фосфор]], [[мышьяк]], [[сурьма]]. Так как элементы пятой группы обладают [[валентность]]ю 5, то четыре электрона образуют [[химическая связь|химическую связь]] с четырьмя соседними атомами кремния в решётке, а пятый электрон оказывается слабо связан (энергия связи порядка нескольких миллиэлектрон-вольт) и образует так называемый [[водородоподобный примесный центр]], энергию, которого просто оценить из решения [[уравнение Шрёдингера|уравнения Шрёдингера]] для [[атом]]а [[водород]]а, принимая во внимание, что электрон в кристалле — [[квазичастица]] и по массе отличается от массы покоя электрона, а также, что электрон движется не в вакууме, а в среде с некой [[диэлектрическая проницаемость|диэлектрической проницаемостью]].
[[Image:N-doped Si.svg|thumb|Схематическое изображение [[кремний|кремния]] с донорной примесью [[фосфор]]а]]
 
ДонорАтомы электронов -донорных веществопримесей, котороекоторые добавляетсявводятся кв полупроводник и отдаетотдают ему один или несколько электронов полупроводнику, создаваясоздают избыток электронов - и формирует,формируют так называемый, [[полупроводник n-типа]]. Атом донора удерживает лишний электрон слабо, и при достаточной температуре этот электрон может перейти в [[зона проводимости|зону проводимости]] и участвовать в электропроводности кристалла.
 
Дополнительный электрон, связанный с атомом донора, образует так называемый ''донорный уровень'' в [[запрещенная зона|запрещенной зоне]]. Донорный уровень называется мелким, если его энергия (отсчитываемая от [[дно зоны проводимости|дна зоны проводимости]]) сравненмасравнима с характерной энергией теплового движения при комнатной температуре <math>k_bT</math>, где <math>T</math> - температура, а <math> k_B </math> - [[постоянная Больцмана]]. Эта энергия составляет примерно 26 м[[эВ]].
Донор электрона, или просто донор является примесью, имеющее избыток валентных электронов по сравнению с полупроводником, к которому она прилагается. Атом донора удерживает лишний электрон слабо, и при достаточной температуре этот электронн может перейти в [[зона проводимости|зону проводимости]], делокалироваться и вносить вклад в электрический ток.
 
Лишний электроннэлектрон притягивается кулоновскимкулоновской силой к иону донора, который имеет избыточный положительный заряд по сравнению с ионамиатомами полупроводника. Вследствие такого притяжения донорные уровни образуют водородоподобную серию с энергиями, которые можно рассчитать по формуле
Дополнительный электрон, связанный с атомом донора образует так называемый ''донорный уровень'' в [[запрещенная зона|запрещенной зоне]]. Донорный уровень называется мелким, если его энергия (отсчитываемая от [[дно зоны проводимости|дна зоны проводимости]]) сравненма с характерной энергией теплового движения при комнатной температуре <math>k_bT</math>, где <math>T</math> - температура, а <math> k_B </math> - [[постоянная Больцмана]]. Эта энергия составляет примерно 26 м[[эВ]].
 
Лишний электронн притягивается кулоновским силой к иону донора, который имеет избыточный положительный заряд по сравнению с ионами полупроводника. Вследствие такого притяжения донорные уровни образуют водородоподобную серию с энергиями, которые можно рассчитать по формуле
:<math> E_d = E_C - R_H \frac{m_e ^ * / m_0}{\varepsilon ^ 2} \frac{1}{n^2} </math>
 
Анонимный участник