Метод функций Грина в статической механике - Бонч-Бруевич В.Л.
Скачать (прямая ссылка):
Прежде всего, при сохранении всех насыщенных связей возможны случайные искажения их длин и углов между ними, которые, постепенно накапливаясь, приводят к исчезновению дальнего порядка и к возникновению трехмерной случайной сетки атомов*). При этом, например, в тетраэдрической структуре каждый атом по-прежнему расположен в центре тетраэдра, деформированного случайным образом. Топология такой структуры совпадает с топологией идеального кристалла, а отсутствие дальнего порядка связано с непрерывной деформацией связей.
В структурах с тетраэдрической координацией, где плотность упаковки не слишком велика, отсутствие дальнего порядка может быть связано со случайностью относительного расположения тетраэдров, отличающегося от правильного их расположения в кристаллах. Дальний порядок в такой сетке отсутствует, и его нельзя восстановить никаким изменением длин связей или углов между ними. По этой причине такой тип беспорядка называют топологическим (Дж. М. Займан, 1970). Случайными оказываются здесь свойства связности структуры.
Наличие топологического беспорядка расширяет возможности возникновения различных элементов структуры. Так, в кристаллической решетке типа алмаза замкнутые кольца связей можно составить не менее чем из шести звеньев. В то же время при топологическом ее разупорядочении становится возможным и появление пятичленных колец.
Далее, исчезновение дальнего порядка может быть связано с разрывами связей, а также с нарушениями порядка, обуслов-
*) Представление о случайной сетке было введено У. X. Захариасеном еще в 1932 г. в связи с исследованием стуктуры стекол.
§ 3. СВОДКА НЕКОТОРЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
17
ленными случайными флуктуациями состава (композиционный беспорядок) и структуры. Это особенно существенно для аморфных соединений. Однако и здесь, видимо, имеет место сохранение ближнего порядка при полном отсутствии дальнего. При этом, как и в случае аморфного германия и кремния, образуются случайные сетки атомов, но не обязательно трехмерные: для элементов шестой группы характерны одномерные сетки (цепочки), для соединений элементов пятой и шестой групп — двумерные.
Экспериментально, по-видимому, не всегда легко определить, с каким именно фактором связано отсутствие дальнего порядка, поскольку радиальные функции распределения для всех указанных выше случаев могут быть близкими. Однако можно ожидать, что в этих случаях электронные свойства будут заметно различаться. Действительно, факт сохранения ближнего порядка позволяет думать, что в основе построения энергетически наиболее выгодных неупорядоченных структур лежит некоторый общий принцип. Он состоит в условии ПОЛНОГО " — Se Se
насыщения вален
товления образца структура Рис. 2. Двумерный полимерный карего более или менее отличает- кас As2Se3 (схематически),
ся от идеальной, содержа дефекты разного рода — до макроскопических полостей включительно. Со многими дефектами может быть связано появление ненасыщенных («болтающихся») валентных связей.
Для халькогенидных стекол характерна цепочно-слоистая структура, иллюстрируемая рис. 2. По этой причине указанные материалы часто называют неорганическими полимерами.
§ 3. Сводка некоторых экспериментальных данных
этот, однако, не (см. ниже, § II. 5)
Материал, в удовлетворяется, вают идеальным метим, однако, ч идеальное стеклс немногим легче, ный кристалл. Ф зависимости от ус.........г____
(Н. Ф. Мотт, 196
>Se
Число экспериментальных работ, посвященных измерению электрических, оптических и других характеристик неупорядоченных полупроводников, в настоящее время измеряется сот-
18
ГЛ. Т. ВВЕДЕНИЕ
нями. Мы ограничимся лишь сводкой некоторых важнейших результатов, необходимых для дальнейшего. Использованный в тексте материал взят главным образом из книги [5], обзоров [6—12] и цитированных там статей. При этом мы будем интересоваться в основном качественными закономерностями, справедливыми для ряда веществ.
I. Оптические свойства. Рассматривая спектры поглощения аморфных полупроводников, удобно сравнивать их со спектрами тех же материалов в кристаллическом состоянии (это возможно, например, в случаях германия, соединений типа AUIBV, селена и теллура). При этом четко выделяются следующие группы фактов.
1) Стандартное в физике кристаллических полупроводников представление о междузонных переходах и о запрещенной энергетической зоне в известной мере остается в силе и здесь: коэффициент поглощения а(ш) заметно падает при некоторой пороговой частоте (о0, близкой к красной границе междузонного поглощения света в чистом материале. При этом в зависимости от способа приготовления материала (например, пленки) наблюдаются, видимо, два типа поведения:
А) Коэффициент поглощения резко обрывается на пороге, обращаясь практически в нуль при ш < ш0 (резкий край зоны).
Б) Коэффициент поглощения лишь уменьшается при ю < ?о0> оставаясь все же конечным и в области меньших частот (оптический «хвост»).
