Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бонч-Бруевич В.Л. -> "Электронная теория неупорядоченных полупроводников " -> 29

Электронная теория неупорядоченных полупроводников - Бонч-Бруевич В.Л.

Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Кайпер Р., Миронов А.Г. Электронная теория неупорядоченных полупроводников — М.: Наука, 1981. — 385 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronnayateoriyaneuporyadochennihpoluprov1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 149 >> Следующая

первого типа, следует ожидать возникновения локальных и квазилокальных
колебаний. Они могут образовывать участки всюду плотного спектра.
На существование особых низкоэнергетических локализованных возбуждений
указывают наблюдаемые на опыте (Р.К. Зеллер, Р. О. Пол, 1971) аномалии
теплоемкости, теплопроводности и некоторых других свойств стекол при
низких температурах (- 0,1 К). Так, теплоемкость стекол в
низкотемпературной области меняется пропорционально температуре; такое
поведение не удается объяснить, учитывая вклад одних лишь длинноволновых
акустических фононов. В то же время учет низкоэнергетических возбуждений
с медленно меняющейся плотностью состояний позволяет описать указанные
аномалии. Физическая природа этих возбуждений еще до конца не выяснена.
Одна из моделей связывает их с туннельными переходами атомов или групп
атомов между близкими состояниями равновесия, почти вырожденными по
энергии (П. У. Андерсон, Б. И. Гальперин, С. М. Варма, 1972; В. А.
Филипс, 1972). Вклад в теплоемкость при низких температурах дают лишь те
переходы, для которых расстояние АЕ между минимумами потенциальной
энергии не превышает величины порядка Т. В неупорядоченной системе
величины АЕ определяются локальными конфигурациями атомов, локальными
напряжениями и т. д., т. е. меняются случайным образом. Естественно
ожидать, что функция распределения величин АЕ заметно меняется на энергии
порядка характерной флуктуации потенциальной энергии атомов. В
рассматриваемых условиях эта величина может заметно превышать Т. Тогда
число уровней с АЕ < Т, а с ним и теплоемкость пропорциональны Т.
Отметим, что существование рассмотренных возбуждений может сказываться и
на электронных свойствах материала. Так, взаимодействие их с электронами
составляет еще один механизм эффективного притяжения между электронами,
приводящий к образованию локализованных двухэлектронных состояний в
неупорядоченном материале (Э. Н. Эконому, К- Л. Нгаи, Т. Л. Рей-неке,
1977).
Отметим в заключение, что основные качественные соображения, высказанные
в настоящем параграфе, справедливы применительно и к другим видам
элементарных возбуждений. В частности, в аморфных ферромагнетиках речь
могла бы идти о спектре спиновых волн (магнонов).
§ 5. ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ И МОДЕЛИ ПЛОТНОСТИ СОСТОЯНИЙ
65
§ 5. Химические связи в неупорядоченных полупроводниках
и модели плотности состояний
Расчет плотности состояний "из первых принципов" может представить
серьезные трудности даже в задаче об идеальном кристалле. Тем более
сложен он в теории неупорядоченных материалов (некоторые современные
методы расчета функции р (Е) рассматриваются в гл. III). По этой причине
при интерпретации экспериментальных данных особое значение приобретают
соображения, основывающиеся, в конце концов, на картине химических связей
в веществе. Важную роль в создании этой картины играет отмеченный в конце
§1.2 принцип локального насыщения химических связей.
Мы рассмотрим две группы материалов из числа наиболее активно исследуемых
в настоящее время. К первой из них относятся гомеополярные полупроводники
из элементов четвертой группы - аморфные германий и кремний; ко второй -
материалы, содержащие элементы шестой группы периодической системы -
селен, серу или теллур. Сюда относятся как моноатомные вещества (аморфный
селен), так и халькогенидные стекла - As2Se3, As2Te3, As2S3 и другие.
Для наглядности будем пользоваться языком одноэлектронной теории твердого
тела, основанной на приближении Хартри - Фока. Следует, однако, иметь в
виду, что все последующие рассуждения легко переводятся и на
многоэлектронный язык: надо лишь рассматривать одноэлектронные волновые
функции как базис, используемый для построения соответствующих функций
Грина.
Обратимся сначала к аморфным германию и кремнию. Как уже отмечалось,
ближний порядок в них такой же, как и в соответствующих кристаллах. Это
возможно лишь при сходном характере химических связей. Валентная оболочка
атома германия (или кремния) содержит восемь состояний (s- и р-типа) и
четыре электрона. При образовании кристалла волновые функции данной
оболочки гибридизуются, превращаясь в эквивалентные 5р3-орбитали ([26],
гл. 3). При этом восемь имеющихся состояний расщепляются на две группы -
связывающие и антисвязывающие ("разрыхляющие"), по четыре состояния в
каждой. Состояния первой группы ответственны за образование ковалентной
химической связи; при этом, поскольку в валентной оболочке недостаёт до
насыщения четырех электронов, координационное число равно четырем. Эти же
состояния образуют и базис, на котором строятся блоховские волновые
функции валентной зоны. Из состояний второй группы возникает зона
проводимости. При переходе к аморфному веществу эта схема расщепления
атомных валентных состояний остается в
66 ГЛ. II. СПЕКТР НЕУПОРЯДОЧЕННОГО ПОЛУПРОВОДНИКА
силе. Отпадают лишь последующие рассуждения о функциях Блоха, но по-
прежнему следует ожидать, что волновые функции валентной зоны и зоны
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 149 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed