www.wikidata.uk-ua.nina.az

Аморфний напівпровідник Аморфні напівпровідники англ amorphous semiconductors речовини в аморфному стані які мають низку

Аморфний напівпровідник

Аморфні напівпровідники (англ. amorphous semiconductors) — речовини в аморфному стані, які мають низку властивостей, характерних для кристалічних напівпровідників. До таких властивостей, зокрема, відносяться сильна температурна залежність електричної провідності, існування порогу оптичного поглинання тощо.

Важливість цих матеріалів зумовлена їх унікальними властивостями, що відкриває широкі можливості для їх практичного використання. Найбільш вивченими аморфними напівпровідниками є аморфні германій та силіцій (кремній), сплави халькогенідів з різними металами (наприклад, As-S-Se, As-Ge- Se-Те), склоподібні селен та телур.

Фізичні властивості Редагувати

Електронна структура Редагувати

Схематичне зображення структури кристалічного, аморфного та аморфного гідрогенізованого кремнію.

Властивості аморфних напівпровідників як невпорядкованих систем, для який відсутній дальній порядок, не можуть бути пояснені на основі класичної зонної теорії для кристалів. Атоми в аморфному напівпровіднику замість впорядкованого розташування утворюють неперервну випадкову сітку. Через невпорядкованість структури деякі атоми мають обірвані зв'язки, які, фактично, є дефектами в неперервній випадковій сітці і можуть призвести до аномальної електричної поведінки матеріалу. Однак через наявність ближнього порядку в аморфних напівпровідниках деякі особливості енергетичного спектру електронів та електронних властивостей подібні до особливостей кристалічних напівпровідників.

Хоча енергетичний спектр аморфних напівпровідників і подібний до енергетичного спектру кристалічних, він не тотожний йому. Для обох типів напівпровідників характерним є наявність валентної, забороненої та зони провідності. Близькими є і форми густини розподілу станів у валентній зоні і зоні провідності. В той же час структура станів в забороненій зоні в некристалічних напівпровідниках відмінна від кристалічних. Замість чітко окресленої забороненої зони, яка спостерігається для кристалічних напівпровідників, заборонена зона аморфних напівпровідників містить обумовлені структурним розупорядкуванням локалізовані стани, які формують хвости густини станів вище валентної зони і внизу зони провідності. Ці хвости локалізованих станів поширюються в заборонену зону на кілька десятих еВ. Ті стани, які ближчі до середини забороненої зони, є більш локалізованими ("дрібні" локалізовані стани), ближчі до країв зон - протяжнішими. Такий аналог забороненої зони напівпровідників, яка в аморфних напівпровідниках суцільно заповнена локалізованими рівнями, називається щілиною рухливості або забороненою зоною по рухливості, а границі щілини рухливості, які розділяють локалізовані та делокалізовані стани, називаються порогами рухливості.

«Дрібні» локалізовані стани в хвостах зон, що знаходяться в тепловому обміні з делокалізованими станами вище порога рухливості являють собою рівні «прилипання», багаторазове захоплення на які різко знижує дрейфову рухливість носіїв струму. Взаємодія вільних електронів в дозволених зонах з «дрібними» локалізованими станами в хвостах зон обумовлює перехід до дрейфового характеру переносу. Якщо система локалізованих станів характеризується високою густиною, то дрейф змінюється дисперсійним транспортом .

Електропровідність Редагувати

Для аморфних напівпровідників виділяють три механізми електропровідності, які переважають в різних температурних інтервалах:

  • провідність, зумовлена носіями в делокалізованому стані, температурна залежність якої описується виразом:

.

Цей тип провідності, аналогічний власній провідності кристалічних напівпровідників, переважає за високих температур;

.

Стрибкова провідність переважає за низьких температур. В халькогенідних склоподібних провідниках ефективна взаємодія між локалізованими електронами може носити характер притягування; це призводить до їх спарювання, і стрибкова провідність, як правило, не спостерігається.

На відміну від кристалічних більшість аморфних напівпровідників практично нечутливі до додавання домішок. Пояснення може полягати в тому, що в аморфних речовинах може здійснюватися така перебудова зв'язків, що всі валентні електрони домішкового атома будуть брати участь у зв'язках. Так, наприклад, в кристалічному кремнії атом фосфору утворює чотири ковалентних зв'язки. Припускається, що в аморфному кремнії атом фосфору оточений п'ятьма атомами кремнію. Якщо це так, то домішкові рівні утворюватися не будуть.

Слід зазначити, що дрейфова рухливість носіїв струму в аморфних напівпровідниках значно нижча за рухливість в кристалічних.

Більшість аморфних напівпровідників характеризуються помітною фотопровідністю.

Ефект перемикання Редагувати

Для багатьох халькогенідіних склоподібних напівпровідників в системах метал — напівпровідникова плівка спостерігається швидкий (~10-10 с) зворотній ефект перемикання із високоомного у низькоомний стан, за якого провідність зростає на кілька порядків, під дією сильного електричного поля. Зокрема, існує перемикання з "пам'яттю", коли низькоомний стан зберігається і після зняття електричного поля (ефект Овчинського). Ця "пам'ять" стирається сильним і коротким імпульсом струму. Єдина теорія, яка б пояснювала це явище, за станом на 2019 рік не створена, розроблено лише ряд моделей та гіпотез, хоча відповідні аморфні напівпровідники використовуються для створення елементів пам'яті.

Природа ефекту перемикання може бути як електронна за рахунок інжекції носіїв струму з металічного контакту в напівпровідник, так і теплова внаслідок ефекту шнурування струму. Інжекції носіїв можна досягти, приклавши високу напругу до металічних контактів на поверхні аморфного напівпровідника. Якщо напругу зменшити, електрони "впадуть" з провідних станів у пастки поблизу верхнього краю щілини рухливості, звідки потім можуть бути легко збуджені в провідний стан. Ця нерівноважна ситуація може призвести до такого заселення енергетичних станів поблизу верхнього краю щілини рухливості, як наче рівень Фермі піднявся б в цю область. В результаті провідність напівпровідника зросте. За теплової природи ефекту перемикання в провіднику виникає гаряча "нитка", внаслідок збільшення температури в якій провідність речовини в ній зростає. Збільшення температури є наслідком тепла Джоуля — Ленца, яке виділяється за проходження електричного струму через напівпровідник.

Оптичні властивості Редагувати

Оптичні властивості аморфних напівпровідників обумовлені їх електронною структурою. Дослідження оптичних властивостей дає широку інформацію про зонну структуру. Порівняння оптичних властивостей некристалічних напівпровідників з кристалічними вказує на подібність цих властивостей, але не тотожність.В спектрах поглинання аморфних напівпровідників, як і кристалічних, наявна смуга власного поглинання, положення краю якої визначає ширину оптичної забороненої зони. Коефіцієнт оптичного поглинання аморфних напівпровідників помітно спадає за деякої порогової частоти . За цього в залежності від способу отримання аморфного напівпровідника спостерігається два типи поведінки:

  • коефіцієнт оптичного поглинання різко обривається за порогової частоти, практично спадаючи до нуля, утворюючи різкий край зони (край поглинання);
  • коефіцієнт оптичного поглинання лише зменшується, залишаючись кінцевим в області частот, нижчих за порогову, утворюючи "хвіст" в спектрі поглинання.

Наявність краю поглинання можна пояснити тим, що, не зважаючи на велику концентрацію локалізованих станів в забороненій зоні рухливості, оптично збуджені переходи між локалізованими станами малоймовірні через велику просторову віддаленість.

Частотна залежність коефіцієнту поглинання в області оптичного "хвоста" добре описується правилом Урбаха:

,

де - деяка характерна енергія.

В області частот, які перевищують порогову, частотна залежність коефіцієнта поглинання досить добре описується формулою

.

Якщо порівнювати спектри поглинання аморфного напівпровідника і того ж напівпровідника в кристалічному стані, то крім зсуву краю поглинання в довгохвильову область спостерігається уширення спектрального максимуму, який зсувається в область коротких хвиль. Піки в спектрах , що відповідають особливим точкам Вант - Хоффа в кристалічних напівпровідниках, в аморфних зазвичай "розмиваються", іноді взагалі зникаючи.

Екситонні лінії в спектрах оптичного поглинання аморфних напівпровідників, як правило, не спостерігаються .

Багато аморфних напівпровідників характеризуються вираженою фотопровідністю, проте, на відміну від кристалічних напівпровідників, концентрація фотозбуджених нерівноважних носіїв струму в них може на порядок перевищувати концентрацію рівноважних за однієї і тієї ж температури. Залежність фотопровідності від інтенсивності світла в більшості аморфних напівпровідників може бути описана залежністю де

Отримання аморфних напівпровідників Редагувати

Технології отримання аморфних напівпровідників простіші та продуктивніші за технології отримання кристалічних, що суттєво здешевлює відповідні матеріали та продукти на їх основі.

Халькогенідне скло  отримують із розплаву шляхом швидкого охолодження до температур, нижчих за температуру склування.  Аморфні напівпровідники, які не можуть бути отримані безпосередньо із розплаву, отримують зазвичай як тонкі плівки за допомогою різних способів осадження атомів: напилення у вакуумі, йонне напилення, хімічне осадження пару, плазмове розкладання газів чи електоросадження. Аморфні кремній і германій отримують шляхом їх випаровування та конденсації у глибокому вакуумі або катодним розпиленням в аргоновій плазмі.

Практичне застосування Редагувати

Практичне застосування аморфних напівпровідників визначається особливостями їх структури, властивостей, хімічною стійкістю та механічною міцністю, а також технологічністю їх оброблення і можливістю отримання матеріалів із заданими властивостями. Переваги невпорядкованих напівпровідників, які визначають їх практичне застосування, в порівнянні з кристалічними полягають в наступному:

  • практична відсутність обмежень за площею;
  • низька (порівняно з монокристалами) вартість виробництва, слабкий зв'язок "розміри-вартість";
  • можливість виготовлення електронних матриць на некристалічних підкладках;
  • співвідношення деяких електрофізичних характеристик, які недосяжні в кристалах;
  • наявність унікальних ефектів, які відсутні в кристалах і дозволяють розроблення приладів на нових принципах.

Аморфні напівпровідники використовуються для створення фотоелектричних перетворювачів, тонкоплівкових транзисторів, елементів пам'яті, рідкористалічних дисплеїв. Деякі пристрої реєстрації оптичних зображень вдалося створити лише завдяки використанню аморфних напівпровідників. До таких пристроїв належать, наприклад, телевізійні трубки типу "відикон", сучасні фотокопіювальні прилади та реєструвальні середовища типу "халькогенідний склоподібний напівпровідник - термопластик".

Історія та персоналії Редагувати

В 1956 році Н. А. Горюнова та Б. Т. Коломієць виявили, що деякі склоподібні халькогеніди мають напівпровідникові властивості. Виявлення цього факту, а також наступні фундаментальні роботи А. Ф. Йоффе, А. Р. Регеля, А. І. Губанова, Н. Мотта та Е. Девіса стали поштовхом до великого числа теоретичних та експериментальних досліджень аморфних напівпровідників. 1960 року А. Ф. Йоффе та А. Р. Регель висловили припущення, що електричні властивості аморфних напівпровідників визначаються не дальнім, а ближнім порядком. На основі цієї ідеї була розвинута теорія невпорядкованих матеріалів, яка дозволила пояснити багато властивостей некристалічних речовин. В 1961-62 роках А. Д. Пірсоном, Б. Т. Коломійцем, С. Р. Овшинським незалежно один від одного був виявлений ефект перемикання. В патентній літературі ефект перемикання, на який Овшинським в 1963 році був отриманий патент США, називається ефектом Овшинського. Саме Овшинський вперше вказав на можливість використання ефекту перемикання для створення елементів пам'яті.

Значний прогрес в теоретичних та експериментальних дослідженнях, а також перспективи практичного використання аморфних напівпровідників сприяли значному підвищенню інтересу до них зі сторони наукової спільноти. Найбільших успіхів тут вдалося досягти на початку 70-х років, коли були розроблені промислові технології отримання аморфних напівпровідникових галогенідів, із яких були виготовлені кінескопи, флуоресцентні лампи тліючого розряду, оптичні прилади пам'яті, поляризаційні перемикачі, процесори для фотолітографії тощо.

В 1972 році було проведене перше засідання японського постійного Семінару з фізики і використання аморфних напівпровідників під керівництвом Керамічного товариства Японії. З 1974 по 1982 рік семінари з фізики та використання аморфних напівпровідників проводилися практично щорічно.

Відкриття в 1976 році можливості легування аморфного кремнію (a-Si), отриманого в тліючому розряді, поклало початок використанню його фотопровідних властивостей, пов'язаних з сильним оптичним поглинанням у видимій частині спектру. В 1979 році був створений перший тонкоплівковий транзистор на основі a-Si.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. . mfint.imp.kiev.ua (укр.). Архів оригіналу за 10 березня 2022. Процитовано 5 грудня 2020. 
  2. Мотт, 1982.
  3. ↑ Горелик, 1986.
  4. Забродский, 2000.
  5. Васін А. В., 2016.
  6. Чабан, 2007.
  7. Меден А., 1991.
  8. ↑ Названов В. Ф., 2007.
  9. Попов, 2009.
  10. Хамакава Й., 1986.

Джерела Редагувати

  • Аморфные полупроводники и приборы на их основе / под ред. Горелика С. С. — М. : Металлургия, 1986. — 366 с.(рос.)
  • Чабан И. А. Эффект переключения в халькогенидных стеклах // Физика твердого тела. — 2007. — Т. 49, вип. 3. — С. 405—410.(рос.)
  • Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Мир, 1982. — 386 с.(рос.)
  • Забродский А. Г.,Немов С. А.,Равич Ю. И. Электронные свойства неупорядоченных систем. — С.-Петербург : "Наука", 2000. — 70 с. — ISBN 5-02-024927-0.(рос.)
  • Меден А. Физика и примененение аморфных полупроводников: пер. с англ / А. Меден, М. Шо. — М. : Мир, 1991. — 670 с. — ISBN 5-03-001895-6.(рос.)
  • Названов В. Ф. Физика неупорядоченных полупроводников: Учеб. пособие для студ. физ. и мех.- мат. фак. — Саратов : Изд-во "Саратов", 2004. — 56 с. — ISBN 5-292-03340-5.(рос.)
  • Попов А. И. Аморфные полупроводники в микро- и наноелектронике // Приложение к журналу «Вестник РГРТУ». — 2009. — № 4. — ISSN 1995-4565.(рос.)
  • Дойніков Л. І. Аморфні напівпровідники: від ідеї до виробництва / Л. І. Дойніков, В.Т. Маслюк. — Київ : Т-во "Знання", УРСР, 1984. — 47 с.
  • Хамакава Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. Под редакцией докт.техн.наук С.С. Горелика. — М. : Металлургия, 1986. — 376 с.(рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Amorfni napivprovidniki angl amorphous semiconductors rechovini v amorfnomu stani yaki mayut nizku vlastivostej harakternih dlya kristalichnih napivprovidnikiv Do takih vlastivostej zokrema vidnosyatsya silna temperaturna zalezhnist elektrichnoyi providnosti 1 isnuvannya porogu optichnogo poglinannya tosho 2 3 4 Vazhlivist cih materialiv zumovlena yih unikalnimi vlastivostyami sho vidkrivaye shiroki mozhlivosti dlya yih praktichnogo vikoristannya Najbilsh vivchenimi amorfnimi napivprovidnikami ye amorfni germanij ta silicij kremnij splavi halkogenidiv z riznimi metalami napriklad As S Se As Ge Se Te sklopodibni selen ta telur Zmist 1 Fizichni vlastivosti 1 1 Elektronna struktura 1 2 Elektroprovidnist 1 3 Efekt peremikannya 1 4 Optichni vlastivosti 2 Otrimannya amorfnih napivprovidnikiv 3 Praktichne zastosuvannya 4 Istoriya ta personaliyi 5 Div takozh 6 Primitki 7 DzherelaFizichni vlastivosti RedaguvatiElektronna struktura Redaguvati nbsp Shematichne zobrazhennya strukturi kristalichnogo amorfnogo ta amorfnogo gidrogenizovanogo kremniyu Vlastivosti amorfnih napivprovidnikiv yak nevporyadkovanih sistem dlya yakij vidsutnij dalnij poryadok ne mozhut buti poyasneni na osnovi klasichnoyi zonnoyi teoriyi dlya kristaliv Atomi v amorfnomu napivprovidniku zamist vporyadkovanogo roztashuvannya utvoryuyut neperervnu vipadkovu sitku Cherez nevporyadkovanist strukturi deyaki atomi mayut obirvani zv yazki yaki faktichno ye defektami v neperervnij vipadkovij sitci i mozhut prizvesti do anomalnoyi elektrichnoyi povedinki materialu Odnak cherez nayavnist blizhnogo poryadku v amorfnih napivprovidnikah deyaki osoblivosti energetichnogo spektru elektroniv ta elektronnih vlastivostej podibni do osoblivostej kristalichnih napivprovidnikiv Hocha energetichnij spektr amorfnih napivprovidnikiv i podibnij do energetichnogo spektru kristalichnih vin ne totozhnij jomu Dlya oboh tipiv napivprovidnikiv harakternim ye nayavnist valentnoyi zaboronenoyi ta zoni providnosti Blizkimi ye i formi gustini rozpodilu staniv u valentnij zoni i zoni providnosti V toj zhe chas struktura staniv v zaboronenij zoni v nekristalichnih napivprovidnikah vidminna vid kristalichnih Zamist chitko okreslenoyi zaboronenoyi zoni yaka sposterigayetsya dlya kristalichnih napivprovidnikiv zaboronena zona amorfnih napivprovidnikiv mistit obumovleni strukturnim rozuporyadkuvannyam lokalizovani stani yaki formuyut hvosti gustini staniv vishe valentnoyi zoni i vnizu zoni providnosti Ci hvosti lokalizovanih staniv poshiryuyutsya v zaboronenu zonu na kilka desyatih eV Ti stani yaki blizhchi do seredini zaboronenoyi zoni ye bilsh lokalizovanimi dribni lokalizovani stani blizhchi do krayiv zon protyazhnishimi Takij analog zaboronenoyi zoni napivprovidnikiv yaka v amorfnih napivprovidnikah sucilno zapovnena lokalizovanimi rivnyami nazivayetsya shilinoyu ruhlivosti abo zaboronenoyu zonoyu po ruhlivosti a granici shilini ruhlivosti yaki rozdilyayut lokalizovani ta delokalizovani stani nazivayutsya porogami ruhlivosti Dribni lokalizovani stani v hvostah zon sho znahodyatsya v teplovomu obmini z delokalizovanimi stanami vishe poroga ruhlivosti yavlyayut soboyu rivni prilipannya bagatorazove zahoplennya na yaki rizko znizhuye drejfovu ruhlivist nosiyiv strumu Vzayemodiya vilnih elektroniv v dozvolenih zonah z dribnimi lokalizovanimi stanami v hvostah zon obumovlyuye perehid do drejfovogo harakteru perenosu Yaksho sistema lokalizovanih staniv harakterizuyetsya visokoyu gustinoyu to drejf zminyuyetsya dispersijnim transportom 5 Elektroprovidnist Redaguvati Dlya amorfnih napivprovidnikiv vidilyayut tri mehanizmi elektroprovidnosti yaki perevazhayut v riznih temperaturnih intervalah 3 providnist zumovlena nosiyami v delokalizovanomu stani temperaturna zalezhnist yakoyi opisuyetsya virazom s s 1 e D E k T displaystyle sigma sigma 1 e Delta E kT nbsp Cej tip providnosti analogichnij vlasnij providnosti kristalichnih napivprovidnikiv perevazhaye za visokih temperatur providnist zumovlena nosiyami zbudzhenimi v lokalizovani stani v hvostah zon providnist zumovlena nosiyami yaki zdijsnyuyut stribki mizh lokalizovanimi stanami poblizu rivnya Fermi tobto stribkova providnist yaka opisuyetsya formuloyu Motta s s 3 e T 0 T 1 4 displaystyle sigma sigma 3 e T 0 T 1 4 nbsp Stribkova providnist perevazhaye za nizkih temperatur V halkogenidnih sklopodibnih providnikah efektivna vzayemodiya mizh lokalizovanimi elektronami mozhe nositi harakter prityaguvannya ce prizvodit do yih sparyuvannya i stribkova providnist yak pravilo ne sposterigayetsya Na vidminu vid kristalichnih bilshist amorfnih napivprovidnikiv praktichno nechutlivi do dodavannya domishok Poyasnennya mozhe polyagati v tomu sho v amorfnih rechovinah mozhe zdijsnyuvatisya taka perebudova zv yazkiv sho vsi valentni elektroni domishkovogo atoma budut brati uchast u zv yazkah Tak napriklad v kristalichnomu kremniyi atom fosforu utvoryuye chotiri kovalentnih zv yazki Pripuskayetsya sho v amorfnomu kremniyi atom fosforu otochenij p yatma atomami kremniyu Yaksho ce tak to domishkovi rivni utvoryuvatisya ne budut Slid zaznachiti sho drejfova ruhlivist nosiyiv strumu v amorfnih napivprovidnikah znachno nizhcha za ruhlivist v kristalichnih Bilshist amorfnih napivprovidnikiv harakterizuyutsya pomitnoyu fotoprovidnistyu Efekt peremikannya Redaguvati Dlya bagatoh halkogenidinih sklopodibnih napivprovidnikiv v sistemah metal napivprovidnikova plivka sposterigayetsya shvidkij 10 10 s zvorotnij efekt peremikannya iz visokoomnogo u nizkoomnij stan za yakogo providnist zrostaye na kilka poryadkiv pid diyeyu silnogo elektrichnogo polya 6 Zokrema isnuye peremikannya z pam yattyu koli nizkoomnij stan zberigayetsya i pislya znyattya elektrichnogo polya efekt Ovchinskogo Cya pam yat stirayetsya silnim i korotkim impulsom strumu Yedina teoriya yaka b poyasnyuvala ce yavishe za stanom na 2019 rik ne stvorena rozrobleno lishe ryad modelej ta gipotez hocha vidpovidni amorfni napivprovidniki vikoristovuyutsya dlya stvorennya elementiv pam yati Priroda efektu peremikannya mozhe buti yak elektronna za rahunok inzhekciyi nosiyiv strumu z metalichnogo kontaktu v napivprovidnik tak i teplova vnaslidok efektu shnuruvannya strumu Inzhekciyi nosiyiv mozhna dosyagti priklavshi visoku naprugu do metalichnih kontaktiv na poverhni amorfnogo napivprovidnika Yaksho naprugu zmenshiti elektroni vpadut z providnih staniv u pastki poblizu verhnogo krayu shilini ruhlivosti zvidki potim mozhut buti legko zbudzheni v providnij stan Cya nerivnovazhna situaciya mozhe prizvesti do takogo zaselennya energetichnih staniv poblizu verhnogo krayu shilini ruhlivosti yak nache riven Fermi pidnyavsya b v cyu oblast V rezultati providnist napivprovidnika zroste Za teplovoyi prirodi efektu peremikannya v providniku vinikaye garyacha nitka vnaslidok zbilshennya temperaturi v yakij providnist rechovini v nij zrostaye Zbilshennya temperaturi ye naslidkom tepla Dzhoulya Lenca yake vidilyayetsya za prohodzhennya elektrichnogo strumu cherez napivprovidnik Optichni vlastivosti Redaguvati Optichni vlastivosti amorfnih napivprovidnikiv obumovleni yih elektronnoyu strukturoyu Doslidzhennya optichnih vlastivostej daye shiroku informaciyu pro zonnu strukturu 7 Porivnyannya optichnih vlastivostej nekristalichnih napivprovidnikiv z kristalichnimi vkazuye na podibnist cih vlastivostej ale ne totozhnist V spektrah poglinannya amorfnih napivprovidnikiv yak i kristalichnih nayavna smuga vlasnogo poglinannya polozhennya krayu yakoyi viznachaye shirinu optichnoyi zaboronenoyi zoni Koeficiyent optichnogo poglinannya amorfnih napivprovidnikiv a w displaystyle alpha omega nbsp pomitno spadaye za deyakoyi porogovoyi chastoti w 0 displaystyle omega 0 nbsp Za cogo v zalezhnosti vid sposobu otrimannya amorfnogo napivprovidnika sposterigayetsya dva tipi povedinki koeficiyent optichnogo poglinannya rizko obrivayetsya za porogovoyi chastoti praktichno spadayuchi do nulya utvoryuyuchi rizkij kraj zoni kraj poglinannya koeficiyent optichnogo poglinannya lishe zmenshuyetsya zalishayuchis kincevim v oblasti chastot nizhchih za porogovu utvoryuyuchi hvist v spektri poglinannya Nayavnist krayu poglinannya mozhna poyasniti tim sho ne zvazhayuchi na veliku koncentraciyu lokalizovanih staniv v zaboronenij zoni ruhlivosti optichno zbudzheni perehodi mizh lokalizovanimi stanami malojmovirni cherez veliku prostorovu viddalenist Chastotna zalezhnist koeficiyentu poglinannya v oblasti optichnogo hvosta dobre opisuyetsya pravilom Urbaha 8 a w exp h w w 0 2 p E displaystyle alpha omega sim exp h omega omega 0 2 pi mathrm E nbsp de E displaystyle mathrm E nbsp deyaka harakterna energiya V oblasti chastot yaki perevishuyut porogovu chastotna zalezhnist koeficiyenta poglinannya dosit dobre opisuyetsya formuloyua w w w 0 2 w displaystyle alpha omega thicksim omega omega 0 2 omega nbsp Yaksho porivnyuvati spektri poglinannya amorfnogo napivprovidnika i togo zh napivprovidnika v kristalichnomu stani to krim zsuvu krayu poglinannya v dovgohvilovu oblast sposterigayetsya ushirennya spektralnogo maksimumu yakij zsuvayetsya v oblast korotkih hvil Piki v spektrah a w displaystyle alpha omega nbsp sho vidpovidayut osoblivim tochkam Vant Hoffa v kristalichnih napivprovidnikah v amorfnih zazvichaj rozmivayutsya inodi vzagali znikayuchi Eksitonni liniyi v spektrah optichnogo poglinannya amorfnih napivprovidnikiv yak pravilo ne sposterigayutsya 8 Bagato amorfnih napivprovidnikiv harakterizuyutsya virazhenoyu fotoprovidnistyu prote na vidminu vid kristalichnih napivprovidnikiv koncentraciya fotozbudzhenih nerivnovazhnih nosiyiv strumu v nih mozhe na poryadok perevishuvati koncentraciyu rivnovazhnih za odniyeyi i tiyeyi zh temperaturi Zalezhnist fotoprovidnosti s ϕ displaystyle sigma phi nbsp vid intensivnosti svitla I displaystyle I nbsp v bilshosti amorfnih napivprovidnikiv mozhe buti opisana zalezhnistyu s ϕ I n displaystyle sigma phi sim I n nbsp de 0 5 n 1 displaystyle 0 5 leq n leq 1 nbsp Otrimannya amorfnih napivprovidnikiv RedaguvatiTehnologiyi otrimannya amorfnih napivprovidnikiv prostishi ta produktivnishi za tehnologiyi otrimannya kristalichnih sho suttyevo zdeshevlyuye vidpovidni materiali ta produkti na yih osnovi Halkogenidne sklo otrimuyut iz rozplavu shlyahom shvidkogo oholodzhennya do temperatur nizhchih za temperaturu skluvannya Amorfni napivprovidniki yaki ne mozhut buti otrimani bezposeredno iz rozplavu otrimuyut zazvichaj yak tonki plivki za dopomogoyu riznih sposobiv osadzhennya atomiv napilennya u vakuumi jonne napilennya himichne osadzhennya paru plazmove rozkladannya gaziv chi elektorosadzhennya Amorfni kremnij i germanij otrimuyut shlyahom yih viparovuvannya ta kondensaciyi u glibokomu vakuumi abo katodnim rozpilennyam v argonovij plazmi Praktichne zastosuvannya RedaguvatiPraktichne zastosuvannya amorfnih napivprovidnikiv viznachayetsya osoblivostyami yih strukturi vlastivostej himichnoyu stijkistyu ta mehanichnoyu micnistyu a takozh tehnologichnistyu yih obroblennya i mozhlivistyu otrimannya materialiv iz zadanimi vlastivostyami Perevagi nevporyadkovanih napivprovidnikiv yaki viznachayut yih praktichne zastosuvannya v porivnyanni z kristalichnimi polyagayut v nastupnomu 9 praktichna vidsutnist obmezhen za plosheyu nizka porivnyano z monokristalami vartist virobnictva slabkij zv yazok rozmiri vartist mozhlivist vigotovlennya elektronnih matric na nekristalichnih pidkladkah spivvidnoshennya deyakih elektrofizichnih harakteristik yaki nedosyazhni v kristalah nayavnist unikalnih efektiv yaki vidsutni v kristalah i dozvolyayut rozroblennya priladiv na novih principah Amorfni napivprovidniki vikoristovuyutsya dlya stvorennya fotoelektrichnih peretvoryuvachiv tonkoplivkovih tranzistoriv elementiv pam yati ridkoristalichnih displeyiv Deyaki pristroyi reyestraciyi optichnih zobrazhen vdalosya stvoriti lishe zavdyaki vikoristannyu amorfnih napivprovidnikiv Do takih pristroyiv nalezhat napriklad televizijni trubki tipu vidikon suchasni fotokopiyuvalni priladi ta reyestruvalni seredovisha tipu halkogenidnij sklopodibnij napivprovidnik termoplastik Istoriya ta personaliyi RedaguvatiV 1956 roci N A Goryunova ta B T Kolomiyec viyavili sho deyaki sklopodibni halkogenidi mayut napivprovidnikovi vlastivosti Viyavlennya cogo faktu a takozh nastupni fundamentalni roboti A F Joffe A R Regelya A I Gubanova N Motta ta E Devisa stali poshtovhom do velikogo chisla teoretichnih ta eksperimentalnih doslidzhen amorfnih napivprovidnikiv 1960 roku A F Joffe ta A R Regel vislovili pripushennya sho elektrichni vlastivosti amorfnih napivprovidnikiv viznachayutsya ne dalnim a blizhnim poryadkom Na osnovi ciyeyi ideyi bula rozvinuta teoriya nevporyadkovanih materialiv yaka dozvolila poyasniti bagato vlastivostej nekristalichnih rechovin V 1961 62 rokah A D Pirsonom B T Kolomijcem S R Ovshinskim nezalezhno odin vid odnogo buv viyavlenij efekt peremikannya V patentnij literaturi efekt peremikannya na yakij Ovshinskim v 1963 roci buv otrimanij patent SShA nazivayetsya efektom Ovshinskogo Same Ovshinskij vpershe vkazav na mozhlivist vikoristannya efektu peremikannya dlya stvorennya elementiv pam yati Znachnij progres v teoretichnih ta eksperimentalnih doslidzhennyah a takozh perspektivi praktichnogo vikoristannya amorfnih napivprovidnikiv spriyali znachnomu pidvishennyu interesu do nih zi storoni naukovoyi spilnoti Najbilshih uspihiv tut vdalosya dosyagti na pochatku 70 h rokiv koli buli rozrobleni promislovi tehnologiyi otrimannya amorfnih napivprovidnikovih galogenidiv iz yakih buli vigotovleni kineskopi fluorescentni lampi tliyuchogo rozryadu optichni priladi pam yati polyarizacijni peremikachi procesori dlya fotolitografiyi tosho V 1972 roci bulo provedene pershe zasidannya yaponskogo postijnogo Seminaru z fiziki i vikoristannya amorfnih napivprovidnikiv pid kerivnictvom Keramichnogo tovaristva Yaponiyi 10 Z 1974 po 1982 rik seminari z fiziki ta vikoristannya amorfnih napivprovidnikiv provodilisya praktichno shorichno Vidkrittya v 1976 roci mozhlivosti leguvannya amorfnogo kremniyu a Si otrimanogo v tliyuchomu rozryadi poklalo pochatok vikoristannyu jogo fotoprovidnih vlastivostej pov yazanih z silnim optichnim poglinannyam u vidimij chastini spektru V 1979 roci buv stvorenij pershij tonkoplivkovij tranzistor na osnovi a Si Div takozh RedaguvatiNapivprovidnik Nevporyadkovani sistemi Amorfni rechoviniPrimitki Redaguvati Vpliv temperaturi na vid yemnu diferencijnu providnist N tipu u volt ampernih harakteristikah metalevih geterostruktur z nadprovidnimi elektrodami mfint imp kiev ua ukr Arhiv originalu za 10 bereznya 2022 Procitovano 5 grudnya 2020 Mott 1982 a b Gorelik 1986 Zabrodskij 2000 Vasin A V 2016 Chaban 2007 Meden A 1991 a b Nazvanov V F 2007 Popov 2009 Hamakava J 1986 Dzherela RedaguvatiAmorfnye poluprovodniki i pribory na ih osnove pod red Gorelika S S M Metallurgiya 1986 366 s ros Chaban I A Effekt pereklyucheniya v halkogenidnyh steklah Fizika tverdogo tela 2007 T 49 vip 3 S 405 410 ros Mott N Devis E Elektronnye processy v nekristallicheskih veshestvah 2 e izd pererab i dop M Mir 1982 386 s ros Zabrodskij A G Nemov S A Ravich Yu I Elektronnye svojstva neuporyadochennyh sistem S Peterburg Nauka 2000 70 s ISBN 5 02 024927 0 ros Meden A Fizika i primenenenie amorfnyh poluprovodnikov per s angl A Meden M Sho M Mir 1991 670 s ISBN 5 03 001895 6 ros Nazvanov V F Fizika neuporyadochennyh poluprovodnikov Ucheb posobie dlya stud fiz i meh mat fak Saratov Izd vo Saratov 2004 56 s ISBN 5 292 03340 5 ros Popov A I Amorfnye poluprovodniki v mikro i nanoelektronike Prilozhenie k zhurnalu Vestnik RGRTU 2009 4 ISSN 1995 4565 ros Dojnikov L I Amorfni napivprovidniki vid ideyi do virobnictva L I Dojnikov V T Maslyuk Kiyiv T vo Znannya URSR 1984 47 s Hamakava J Amorfnye poluprovodniki i pribory na ih osnove Pod redakciej dokt tehn nauk S S Gorelika M Metallurgiya 1986 376 s ros Vasin A V Strukturno morfologichni elektronni ta optichni vlastivosti amorfnih nanokompozitnih materaliv na osnovi spoluk SiOC dis na zdobuttya nauk stupenya d ra fiz mat nauk 01 04 17 K Institut fiziki napivprovidnikiv im V Ye Lashkarova NAN Ukrayini 2016 328 s Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Amorfnij napivprovidnik amp oldid 39162065