Raskasta dopingia

Vahvaa dopingia havaitaan korkeilla epäpuhtauspitoisuuksilla. Niiden vuorovaikutus johtaa laadullisiin muutoksiin puolijohteiden ominaisuuksissa . Tämä voidaan havaita voimakkaasti seostetuissa johtimissa, jotka sisältävät epäpuhtauksia niin korkeina pitoisuuksina N pr , että niiden välinen keskimääräinen etäisyys, joka on verrannollinen N 1/3 pr :iin, tulee pienemmäksi (tai sen suuruusluokkaa) kuin keskimääräinen etäisyys a, jolla elektroni tai sen vangitsema reikä sijaitsee epäpuhtaudesta . Tällaisissa olosuhteissa varauksenkantajaa ei voida paikantaa mihinkään keskustaan, koska se on aina vertailukelpoisella etäisyydellä useista identtisistä epäpuhtauksista kerralla. Lisäksi epäpuhtauksien vaikutus elektronien liikkeeseen on yleensä pieni, koska suuri määrä kantoaaltoja, joiden varausmerkki on päinvastainen kuin epäpuhtausionien varaus, suojaa (eli heikentää merkittävästi) näiden ionien sähkökenttää . Tämän seurauksena kaikki näillä epäpuhtauksilla lisätyt varauksenkantajat osoittautuvat vapaiksi jopa alhaisissa lämpötiloissa .

Raskas dopingtila

N 1/3 pr × a ~ 1 saavutetaan helposti epäpuhtauksille, jotka luovat tasoja alhaisella sitoutumisenergialla (matalat tasot). Esimerkiksi Ge :ssä ja Si :ssä, joka on seostettu ryhmän III tai V alkuaineiden epäpuhtauksilla , tämä ehto täyttyy jo arvoilla Npr ~ 1018–1019 cm – 3 , kun taas näitä epäpuhtauksia on mahdollista lisätä pitoisuuksina Npr ~ 1021 cm –3 asti. pääaineen atomitiheydellä ~ 5⋅10 22 cm −3 .