Донором у фізиці напівпровідників та напівпровідниковій техніці, називають домішку, яка утворює негативно заряджений локалізований стан із енергією у забороненій зоні, тобто і може віддати електрон у зону провідності. Зазвичай це хімічний елемент, що додається до напівпроводника у невеликій кількості, утворюючи так званий «напівпроводник n-типу».
Донор зазвичай є атомом хімічного елемента, який має надлишок валентних електронів порівняно з напівпровідником, до якого додається. Атом донора утримує зайвий електрон слабо, й при скінченній температурі цей електрон може перейти до зони провідності, делокалізуватися й вносити вклад у електричний струм.
Додатковий електрон, зв'язаний із атомом донора, утворює так званий донорний рівень у забороненій зоні. Донорний рівень називається мілким, якщо його енергія (відрахована від дна зони провідності) порівняння із характерною енергією теплового руху при кімнатній температурі , де — температура, а — стала Больцмана. Ця енергія становить приблизно 26 меВ.
Зайвий електрон притягається кулонівською силою до іона донора, який має надлишковий позитивний заряд в порівнянні з іонами основного провідника. Внаслідок такого притягання донорні рівні утворюють воднеподібну серію із енергіями, які можна обрахувати за формулою
де — енергія донорного рівня, — енергія дна зони провідності, — стала Рідберга (приблизно 13,6 еВ), — ефективна маса електрона, — маса вільного електрона, — діелектрична проникність напівпровідника, а n — ціле число, яке може пробігати значення від одиниці до нескінченості, але практично важливі лише кілька найнижчих рівнів із малими n.
Завдяки тій обставині, що ефективні маси електронів напівпровідниках малі, а діелектричні проникності доволі великі (порядка 10), енергія донорних рівнів мала, а радіуси локалізації відповідних хвильових функцій доволі великі, простягаючись на кілька періодів кристалічної ґратки.
Див. також
| Ця стаття не містить посилань на джерела. (грудень 2016) |