Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бонч-Бруевич В.Л. -> "Электронная теория неупорядоченных полупроводников" -> 6

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): elektronnayateoriyaneuporyadochennih1981.pdf
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 < 6 > 7 8 9 10 11 12 .. 149 >> Следующая

координат.
О неравенстве (1.76) иногда говорят как об условии "перекрытия"
полей, создаваемых отдельными случайными элементами структуры, причем эти
поля сами по себе не случайны (все атомы примеси одинаковы). Очевидно,
термин "перекрытие" имеет буквальный смысл, лишь если г о > X. Все же его
- ввиду наглядности - удобно употреблять.
Условие (1.76), по сути дела, не связано с рассмотренной выше конкретной
системой, а носит общий характер: если потенциальная энергия носителя
заряда в поле отдельного элемента структуры не случайна, то случайное
поле возникает лишь при "перекрытии" (в указанном выше смысле) силовых
полей, создаваемых отдельными случайно расположенными элементами
структуры.
В связи с этим важно заметить, что в гомеополярном веществе силы
взаимодействия электронов с атомами - короткодействующие. По этой причине
главную роль в определении потенциальной энергии электрона играет
локальная конфигурация
<5 2. СЛУЧАЙНАЯ СЕТКА АТОМОВ
15
атомов*). Если еще при этом структура вещества такова, что в расположении
атомов имеется ближний порядок, то случайный элемент в потенциальной
энергии будет обусловлен лишь сравнительно слабыми далекими
взаимодействиями. О таких объектах мы будем говорить как о материалах без
случайного поля.
Во избежание недоразумений подчеркнем еще раз, что, строго говоря,
случайное поле в неупорядоченной системе атомов присутствует всегда. Его
роль, однако, может оказаться существенной или несущественной в
зависимости как от природы вещества, так и от рассматриваемой задачи. В
дальнейшем мы будем интересоваться в основном задачами первого типа.
§ 2. Случайная сетка атомов
Сведения об атомной структуре жидких и аморфных веществ обычно извлекают
из опытов по дифракции рентгеновских лучей и электронов, а также из
оптических данных, относящихся к поглощению инфракрасного излучения и к
комбинационному рассеянию света.
Основной объект исследования здесь составляет радиальная функция
распределения атомов g(r) [4]. Она пропорциональна вероятности найти
какой-либо атом на расстоянии г от данного (естественно, функция g
зависит и от сорта атомов). Резкие пики функции g(r) отвечают
координационным сферам.
Характер получающихся результатов удобно иллюстрировать на примере
аморфного кремния. В табл. I (С. К. Мосс и Дж. Ф. Грачик, 1970) приведены
результаты исследования радиальной функции распределения в кремнии
(методом дифракции электронов). Индекс i - 1,2 там нумерует первую и
вторую координационные сферы, z,- суть числа атомов в данной сфере, т. е.
координационные числа (определяемые по площади пика), ri - среднее
расстояние между данным и центральным атомами в ангстремах ("радиус" i-й
координационной сферы),
Таблица I
Аморфный кремний Кристаллический кремний
1 г1 Г1 А '{
1 4,0±0,1 2,35 0,014 4 2,35 0,010
2 11,6 ±0,5 3,86 0,051 12 3,85 0,020
*) В сущности, эта идея давно уже высказывалась А. Ф. Иоффе и А. Р.
Регелем.
16
ГЛ. I. ВВЕДЕНИЕ
И? - средний квадрат, отклонения атома i-й координационной сферы от
среднего его положения.
Видим, что первая координационная сфера в аморфном кремнии остается
практически такой же как и в кристаллическом. Вторая координационная
сфера определена менее четко: значении ц| в аморфном материалее заметно
больше, чем в кристаллическом.
Третьей координационной сферы в аморфном кремнии практически не видно:
там, где у кристаллического материала имеется соответствующий пик функции
g{r), у аморфного наблюдается небольшой провал, сопровождаемый очень
слабо выраженным максимумом. Иначе говоря, структура аморфного кремния
характеризуется строгим ближним порядком, который, однако, ограничен
минимально возможной областью пространства- первой координационной
сферой.
Отсутствие дальнего порядка может быть обусловленно рядом факторов.
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
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 < 6 > 7 8 9 10 11 12 .. 149 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed