Qattiq jismlar

2.7 - rasm.a). Diffuziya jarayonida Si monokristaliga Ni atomlarini kiritilayotgan paytda infraqizil nurda olingan tasviri b) solishtiriluvchi namuna.
Agar kirishma atomlar bilan yarim o’tkazgich asosiy atomlar orasidagi tafovud qancha kam bo’lsa bunday atomlar kristall panjara tugunlarida joylashish ehtimolligi ko’p bo’lishi bilan birga ularning eruvchanligi ham yuqori darajada bo’ladi. Bunday yarim o’tkazgich materiallar o’rindoshli qattiq jism kirishmalari deb ataladi. Masalan, bularga Si uchun В, In, Ga, P, As, Sb . . .

Umuman kirishma atomlari atomlar eruvchanlik tempraturaga bog’liqligi quyidagicha aniqlanadi:

Bu yerda N-berilgan haroratda kirishma atomlar eruvchanligi, k-Boltsman doimiysi, T-harorat, E_r-eruvchanlik energiyasi, N_o-tempratura cheksiz bo’lganda eruvchanlik qiymatidir.

Atomlarning yarim o’tkazgich material sirtidan diffuzuya natijasida hajm bo’ylab kirib borish tezligini ko’rsatadigan kattalik bu diffuziya koeffisiyentidir. Diffuziya koeffisienti qiymati ham kirishma atomlari parametrlari va diffuziya tezligiga bog’liq.


D_o-tempratura cheksiz bo’lgandagi diffuziya koeffisienti, E_d-diffuziyaning energiya faolligi (ya’ni atomlarning kristall panjara ichida bir muvozanat holatdan ikkinchi muvozanat holatga o’tishi uchun zarur bo’lgan energiya).

Agar kirishma atomlar tugunlar bo’yicha diffuziya qilinadigan bo’lsa, unda E_d qiymati tugunda turgan atomning 3 ta qo’shnisi bilan bog’lanishni uzish uchun kerak bo’lgan energiya ham atom qo’shni tugun joyiga o’tishi uchun u yerda vakansiya paydo bo’lishi uchun kerak energiyalar yig’indisiga teng bo’ladi. Bunday kirishma atomlar uchun Si da E_d qiymati E_d=3÷5 eV ga teng bo’ladi. Agar atom tugunlar aro diffuziya qilinayotgan bo’lsa, unda E_d qiymati atom turgan tugunlar aro joyidan qo’shni shunday joyga o’tishi uchun zarur bo’lgan energiyalar bilan, atom 2 ta tugun o’rtasidan o’tayotganda tashqi qobiq elektronlar o’zaro itarilish kuchlarini yengish uchun sarf qilinayotgan energiyalar yig’indisiga teng bo’ladi. Bunday kirishma atomlar uchun E_d qiymati E_d=0,5÷2,5 eV atrofida bo’lishi mumkin.

Masalan, Li va Fe atomlarining Si da T=1000ºC temperaturadagi diffuziya koeffitsiyenti D_Li~10^-3 sm²/s, D_Fe~10^-6 sm²/s. Bor (B) yoki fosfor (P) da T=1200ºC temperaturada diffuziya koeffitsiyenti D_B=10^-12 sm²/s, D_P=2·10^-12 sm²/s.



Si B Si Si Si Si

Si Si Si Si Si Si Si Si