Сколько атомов содержится в простой кубической элементарной ячейке?

Подсчитаем число атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку.

Каждый атом, находящийся в вершине ячейки, принадлежит сразу восьми ячейкам, общим узлом которых этот атом является. Таким образом, находящийся в вершине ячейки атом на принадлежит данной ячейке. Таких атомов восемь, соответственно числу вершин. Заключаем, что на одну элементарную ячейку простой кубической решетки приходится атом.

Каждый атом, находящийся в центре грани, принадлежит сразу двум соседним элементарным ячейкам. Таких атомов , соответственно числу граней. С учетом атомов, находящихся в вершинах гранецентрированной ячейки, на нее приходится атома.

Атом, находящийся в центре элементарной ячейки, целиком принадлежит этой ячейке. С учетом атомов, находящихся в вершинах объемноцентрированной ячейки, на нее приходится атома.

Для всех трех типов кубической решетки пространственным параметром является размер ребра куба, который называется постоянной решетки.

Билет 17

Генерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда в полупроводниках. Время жизни.

Неравновесное состояние полупроводника

Неравновесное состояние полупроводника возникает под влиянием каких-либо внешних или внутренних воздействий, в результате которых равновесная концентрация носителей заряда в полупроводнике может измениться

Внешние воздействия:

· облучение светом,

· ионизирующее облучение,

· воздействие сильного электрического поля и т.д.

Внутренние воздействия:

· введение (инжекция) зарядов.

В результате подобных воздействий в полупроводнике помимо равновесных носителей заряда, образующихся вследствие ионизации примесных атомов и тепловой генерации, появляются дополнительные носители заряда, которые называют неравновесными или избыточными.

Интервал времени, в течение которого концентрация избыточных носителей заряда уменьшается в е раз, называют временем жизни избыточных носителей заряда.

При генерации резко возрастает число неосновных носителей заряда. Значит, время жизни избыточных (неравновесных) носителей заряда определяется временем жизни неосновных носителей заряда.

Время жизни зависит от вероятности рекомбинации, которая определяется ее механизмом.

Существуют прямая и косвенная рекомбинации.

Прямая рекомбинация, т.е. из зоны в зону, маловероятна, т.к. вероятность встречи двух движущихся хаотически частиц - электрона и дырки - крайне мала.

Практически рекомбинация электронов и дырок происходит с участием ловушек, энергетические уровни которых находятся в запрещенной зоне полупроводника.

Время жизни неравновесных носителей зависит от вероятности заполнения ловушек, которая определяется концентрацией примесей и температурой.

Энергетические зоны германия и кремния.

Ширина запретной зоны кремния 0,7; германия :1,1