Hyväksyjä (fysiikka)

Akseptori - kiinteän olomuodon fysiikassa (myös puolijohteet ) kidehilassa oleva epäpuhtaus , joka antaa kiteelle reikätyyppisen johtavuuden, jossa reiät ovat varauksen kantajia . Termillä on järkeä kiteen kovalenttisille sidoksille.

Vastaanottimet ovat yksi- ja moniladattuja . Esimerkiksi alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmän IV alkuaineiden kiteissä ( pii , germanium ) ryhmän III alkuaineet ( boori , alumiini , indium , gallium ) ovat yksitellen varautuneita vastaanottajia. Koska kolmannen ryhmän alkuaineiden valenssi on 3, niin sen ulkoisen elektronikuoren kolme elektronia muodostavat kemiallisen sidoksen kolmen viereisen atomin kanssa, esimerkiksi pii kuutiohilassa, eikä elektroneja ole tarpeeksi neljännen sidoksen muodostamiseen. . Kuitenkin nollasta poikkeavassa lämpötilassa, tietyllä todennäköisyydellä, neljäs sidos muodostuu johtuen puuttuvan neljännen elektronin sieppauksesta piiatomista. Tässä tapauksessa piiatomi, joka on vailla neljättä elektronia, saa positiivisen varauksen. Akseptorin sieppaaman elektronin energia on useita eV suurempia kuin valenssikaistan huipun energia . Elektronien lämpöliikkeen vuoksi reikä voidaan täyttää viereisestä piiatomista otetulla elektronilla, kun taas se saa positiivisen varauksen - reikä siirtyy tähän piiatomiin. Siksi voidaan olettaa, että varauksenkantajat liikkuvat positiivisesti varautuneita reikiä. Kun sähkökenttä kohdistetaan, reiät alkavat liikkua säännöllisesti kohti katodia. Luonnollisesti todelliset varauksenkantajat ovat edelleen elektroneja.

Akseptoreiden reikien sitoutumisenergian arvioimiseen käytetään usein vetymäisen keskuksen mallia , jossa sitoutumisenergia löydetään Schrödingerin yhtälön ratkaisusta vetyatomille , kun otetaan huomioon se, että kide on kvasihiukkanen , jonka tehollinen massa poikkeaa vapaan elektronin massasta, ja myös se, että reikä ei liiku tyhjiössä, vaan väliaineessa, jolla on tietty permittiivisyys . Tällaisia vastaanottajia kutsutaan mataliksi ja ne muodostavat sarjan vedyn kaltaisia tasoja, joiden energiat voidaan arvioida kaavasta

E_{a}=E_{V}+R{\frac {m_{h}^{*}}{m_{0}\varepsilon ^{2}}}{\frac {1}{n^{ 2}}}

missä on akseptoritason energia, on valenssikaistan yläosan energia, on reiän tehollinen massa , on vapaan elektronin massa, on puolijohteen permittiivisyys, on Rydbergin vakio , on kvanttiluku, joka ottaa arvon yhdestä äärettömään (mutta vain tilat, joissa on pieniä lukuja ). $E_{a}$ $E_{V}$ $m_{h}^{*}$ ${\displaystyle m_{0))$ $\varepsilon$ $R$ $n$ $n$

Akseptoritasojen maa- ja viritettyjen tilojen energian tarkempi laskeminen edellyttää paikallisen epäpuhtauspotentiaalin huomioon ottamista sekä useiden puolijohteiden läsnäoloa reikädispersiolain useiden haarojen (kevyet ja raskaat reiät). Akseptoreita, joiden sitoutumisenergia on lähellä vedyn kaltaisesta mallista arvioitua energiaa, kutsutaan mataliksi akseptoreiksi.

Tyypillisesti reikien teholliset massat ovat pieniä verrattuna vapaan elektronin massaan. Lisäksi puolijohteiden dielektriset permittiivisyydet ovat melko suuret (luokkaa 10), joten akseptorienergia on noin 100–1000 kertaa pienempi kuin vetyatomin elektronin energia. Juuri näiden ominaisuuksien vuoksi monien puolijohteiden akseptoritasot ovat jo ionisoituneet huoneenlämpötilassa. Tämän tosiasian vuoksi matalien akseptoritasojen aaltofunktiot ulottuvat monille kidehilan jaksoille, joiden säde on paljon suurempi kuin Bohrin säde .

Puolijohde	Tunnustaja	${\displaystyle E_{a}-E_{V))$ ( meV )
GaAs	C	26
	Olla	28
	mg	28
	Si	35
Si	B	45
	Al	67
	Ga	72
	Sisään	160
Ge	B	kymmenen
	Al	kymmenen
	Ga	yksitoista
	Sisään	yksitoista

Katso myös

Luovuttaja (fysiikka)

Linkit

Kirjallisuus

Anselm AI Johdatus puolijohteiden teoriaan. - 2. painos, lisäys. ja tarkistettu .. - M . : Nauka, 1978. - 615 s.