Дипломная работа: Кристалохімія атомних дефектів у напівпровідниках структури сфалер

При надлишку халькогену відповідно:

(4.3.)

(4.4)

Таким чином, надлишок телуру обумовлює утворення акцепторних рівнів і додаткових дірок, тобто, матеріалу р-типу.

Одержані результати визначення типу провідності для процесів нестехіометрії узгоджується із експериментальними приведеними в роботі [16].

4.2. Процеси легування

4.3.

а) легування киснем. При суперпозиції антиструктури з киснем отримаємо такий кристалоквазіхімічний кластер:

(4.5)

Суперпозиція матриці з даним кристалоквазіхімічним кластером приведе до наступного:

(4.6)

Отже, легування (адсорбція) телуриду кадмію киснем приводить до заміщення вакансії халькогена киснем з утворенням акцепторних центрів , що і обумовлює діркову провідність.

б) легування хлором. При суперпозиції антиструктури з хлором отримаємо такий кристалоквазіхімічний кластерза механізмом заміщення:

(4.7)

???????????? ??????? ? ????? ????????????????????? ????????? ??????? ?? ??????????:

(4.8)

У випадку вкорінення хлору одержимо такий кластер:

(4.9)

Так як , тоді при суперпозиції основної матриці з кластером (4.9) отримаємо:

(4.10)

Отже, легування телуриду кадмію хлором приводить до заміщення вакансій телуру хлором і часткового проникнення хлору в ОП підгратки аніону з утворенням акцепторних центрів і діркової провідності. Одержані кристалоквазіхімічні результати не підтверджують донорну дію хлору в CdTe наведену в роботі [23]. Це пояснюється можливим утворенням акцепторних комплексів і нейтральних , тоді як ізольованих залишається дуже мало, що і обумовлює донорну дію хлору.

в) легування індієм. З врахуванням донорної дії In в CdTe [23], кристалоквазіхімічний аналіз досліджували за механізмом заміщення атомів індію вакансій кадмію в основній матриці (механізм заміщення) та вкорінення індію у міжвузля, тобто в ТП або ОП порожнини (механізм вкорінення).

Механізм заміщення. Суперпозиція індію із антиструктурою основної матриці утворює кластер:

(4.11)

Враховуючи електронну конфігурацію 4d¹⁰ 5s² 5p¹ (In) і його зарядовий стан (In⁺¹ , In⁺³ , 2In⁺² «In⁺³ + In⁺¹ ) отримаємо:

(4.12)

(4.12')

При суперпозиції основної матриці з кластером (4.11) одержимо наступні вирази. Кластер (4.12') для спрощення запису опускаємо:

(4.13)

Таким чином, утворений матеріал (5.13) характеризується електронною провідністю, яка обумовлена вакансіями в аніонній підгратці.

За механізмом вкорінення легуючий кластер має вигляд:

(4.14)

При суперпозиції одержимо: