Акцептор (физика): различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
испр. интерв. на en:Acceptor (semiconductors), иначе вела на электрохимию
стиль, уточнение, дополнение
Строка 1:
'''Акце́птор''' — в [[физика твёрдого тела|физике твёрдого тела]] (см. также [[полупроводник]]и) примесь в [[кристаллическая решётка|кристаллической решётке]], которая отдаётпридаёт кристаллу дырочный тип проводимости при которой носителями заряда являются [[Дырка (квазичастица)|дыркудырки]]. ВводитсяТермин имеет смысл при [[ковалентная связь|ковалентном]] типе связисвязей в кристалле.
[[Файл:P-doped Si.svg|thumb|Схематическое изображение кремния с акцепторной примесью бора]]
 
Акцепторы бывают [[однозарядные акцепторы|однозарядными]] и [[многозарядные акцепторы|многозарядными]]. Например, в кристаллах элементов IV группы [[периодическая система элементов|периодической системы элементов]] ([[кремний|кремния]], [[германий|германия]]) элементы III группы ([[бор (элемент)|бор]], [[алюминий]], [[индий]], [[галлий]]) являются однозарядными акцепторами. Поскольку элементы третьей группы имеют [[валентность]] 3, то три электрона его внешней электронной оболочки образуют [[химическая связь|химическую связь]] с тремя соседними атомами, например, кремния в кубической решётке, а электрона для образования четвёртой связи недостает. Однако при ненулевой температуре с определённой вероятностью четвёртая связь образуется за счет захвата недостающего 4-го электрона у атома кремния. Электрон,При которыйэтом еголишенный образует,4-го имеетэлектрона энергиюатом кремния приобретает положительный заряд (вакансия). Энергия захваченного акцептором электрона на несколько миллиэлектрон-вольтмэВ выше энергии потолка [[валентная зона|валентной зоны]]. ПриИз-за теплового движения электронов вакансия может быть заполнена электроном, отнятым у соседнего атома кремния, при этом тот приобретёт положительный заряд - вакансия переместится на этот атом кремния. Поэтому, можно считать, что носителями заряда являются перемещаемые положительно заряженные вакансии. При приложении электрического поля вакансии начнут упорядоченно двигаться к катоду. Естественно, истинными носителями заряда по-прежнему являются электроны, но для описания процессов и развития теории полупроводников удобно принять, что в валентной зоне кристалла образуется так называемая [[дырка (квазичастица)|дырка]] с положительным зарядом, которая может свободно двигаться по кристаллу, и, таким образом, участвовать в электропроводности кристалла.
 
Для оценки энергии связи дырок на акцепторах часто используют модель [[водородоподобного центра]], в которой энергия связи находится из решения [[уравнение Шредингера|уравнения Шредингера]] для [[атом]]а водорода с учетом того, что дырка в кристалле — [[квазичастица]], [[эффективная масса]] которой отличается от массы свободного электрона, а также того, что дырка движется не в вакууме, а в среде с определённой [[диэлектрическая проницаемость|диэлектрической проницаемостью]]. Более строгий расчет энергии основного и возбужденных состояний акцепторных уровней требует учета локального потенциала примеси, а также наличия во многих полупроводниках нескольких ветвей у закона дисперсии дырок (легкие и тяжелые дырки). Акцепторы, энергия связи которых близка к энергии, оцененной из водородоподобной модели, называются мелкими акцепторами.