курсовая работа / записка

2) Дальним порядком называется строгая периодичность повторяемости в пространстве одного и того же элемента структуры (атома, группы атомов, молекулы). Ближним порядком называется согласованность в расположении соседних частиц.

3) делятся на халькогенидные, оксидные, органические, тетраэдрические.

4) Оксидные кислородсодержащие стекла получают сплавлением оксидов металлов с переменной валентностью, таких как, V₂O₅-P₂O₅-ZnO.

Халькогенидные стекла получают из полупроводникового расплава методом быстрого охлаждения, закалкой.

Аморфные полупроводники, которые не могут быть изготовлены из расплава, получают в виде тонких пленок путем различных осаждений атомов таких, как напыление в вакууме, иное распыление, плазменное разложение газов или электроосаждение. Пример – германий Ge, кремний Si.

5) Из-за специфики процесса электропроводности в а.п. управлять электрическими свойствами таких материалов практически невозможно.

Введение водорода в аморфные пленки кремния позволяет изменить его электрофизические свойства.

6) Образование некристаллической трехмерной сетки атомов приводит к появлению большого количества разрывов связей между атомами там, где расстояние между ними существенно превышают длину химической связи. Из этого следует появление высокой плотности локализованных состояний (10²⁰см^-3) в запрещенной зоне.

После его введения, водород образует химическую связь с атомами кремния в местах точечных дефектов пленки, это показано на рисунке 1, б. Водород как бы «залечивает» их, получается «гидрированный» материал, который называется Si:H, он резко снижает плотность состояний в запрещенной зоне (до 10¹⁶-10¹⁷см^-3). Его можно легировать традиционными донорными и акцепторными примесями, это придает ему электронный или дырочный тип проводимости, создавать в нем p-n-переходы.

7) Аморфная форма отличается от кристаллической тем, что в аморфной тетраэдры ориентированы относительно друг друга случайным образом.

Рисунок 2 показывает существование «одиночной оборванной связи». Такие центры не существуют в кристаллическом кремнии, где отсутствующие атомы дают несколько оборванных связей.

8) Пример – халькогенидные стекла. К этим материалам интерес вызван их применением в переключателях и запоминающих устройствах. Для возникновения проводимости нужна термическая активация.

9) На слайде модели

10) Модель Коэна – Фрицше – Овшинского

на рисунке 3, а, всю запрещенную зону перекрывают хвосты плотности состояний, а зависимость плотности состояний однородная. Плавное уменьшение плотности локализованных состояний разрушает резкие края зоны проводимости и валентной зоны. Эта модель больше подходит для аморфного кремния.

Модель Дэвиса – Мотта

Согласно этой модели, хвосты локализованных состояний должны быть узкими и распространяться в запрещенную зону на несколько десятых эВ. Модель говорит о существовании зоны компенсированных уровней близких к середине запрещенной зоны. На рис. 3, б, на котором через E_c и E_v обозначены энергии, которые разделяют области локализованных и делокализованных состояний. На рисунке 3, в, показано, что в центре этой зоны возможно расщепление на донорную и акцепторную зоны. Это приведет к закреплению уровня Ферми.

Модель поляронов малого радиуса

В некоторых аморфных полупроводниках носители заряда могут переходить в автолокализованное состояние (полярон малого радиуса), которое возникает в результате поляризации окружающей решетки атомов. Беспорядок в некристаллическом твердом теле приводит к замедлению движения носителей. Замедлением может вызываться локализация носителя. Тогда, если последний останется на данном атоме долго для того, чтобы могло произойти перераспределение атомов, он сможет индуцировать смещение атомов в своей окрестности, которое приведет к формированию полярона малого радиуса.

11) Ксерография. Чтобы получить копию сначала заряжают верхнюю часть пленки из селенового стекла, на которую распыляют положительные ионы. Вместе с этим на отрицательной подложке, на которую нанесено стекло, образуется отрицательный заряд изображения. После этого пленка освещается отраженным от копируемого оригинала светом. Где на оригинале была буква, там свет поглощается, где буквы не было, там свет отражается от листа. Затем после попадания света на стекло электроны поднимаются наверх и уничтожают положительные ионы на верхней поверхности, в свою очередь дырки движутся к металлической подложке и уничтожают на ней отрицательный заряд. После этого, где не было букв на оригинале, поверхность селенового стекла становится электронейтральной, а где были буквы, остается положительно заряженной. Затем к положительно заряженным областям притягиваются черные частицы красителя, которые заряжены отрицательно. Краситель наносится на лист положительно заряженной бумаги и закрепляется с помощью нагревания.

На основе халькогенидных стекол создаются аппараты для цветного копирования.

12) Производство солнечных батарей. Основной материал, который используются для производства солнечных батарей, является кремний. Аморфный дешевле. Поглощение аморфного кремния в 20 раз больше кристаллического кремния. Из этого следует, что для поглощения видимого света достаточно пленки а – Si:H, толщина которой 0,5 – 1,0 мкм, вместо дорогостоящих кремниевых подложек, толщина которых 300 мкм.

13) Изготовление переключающих и запоминающих устройств. Халькогенидные стекла обладают свойствами переключения. Переключение – это способность вещества обратимо переходить из одного состояния в другое в результате влияния какого-либо внешнего воздействия.

4, а – пороговое переключение. Если к стеклу приложить напряжение выше порогового V_п, то это приведет к скачку вольт-амперной характеристики с ветви 1 на ветвь 2. Состояние «включено». Если напряжение уменьшается до точки возврата, то стекло снова переключается в состояние с малой проводимостью - состояние «выключено».

4, б – переключение с запоминанием. При достижении порогового напряжения V­_п происходит переключение в проводящее состояние. Оно сохраняется в стекле, даже если приложенное напряжение равно нулю. Состояние «выключено» можно получить, если пропустить определенный импульс тока.

14) Гидрогенезированный кремний для изготовления тонкопленочных МДП-транзисторов. Достоинством таких транзисторов является: большое отношение токов при открытом и закрытом состояниях транзистора, из-за высокого удельного сопротивления; низкие температуры изготовления приборов, менее 350; небольшая стоимость. Недостатком таких транзисторов является малая подвижность носителей заряда.

15) Распространение стеклообразных и аморфных полупроводников для изделий электронной техники определяется относительной простотой их получения, невысокой стоимостью, набором определенных электрофизических свойств.