- ДОНОР (в физике)
- ДОНОР (в физике)ДО́НОР, дефект кристаллической решетки полупроводника (обычно примесный атом), способный «отдавать» электроны в зону проводимости (пример донора — примесный атом Sb в кристалле Ge).
Например, в случае легирования элементарных полупроводников, Ge или Si , элементами 5 группы периодической системы (P, As, Sb) при замещении основного четырехвалентного атома пятивалентным, один электрон не может образовать ковалентной связи (см. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ) с соседними атомами, оказывается лишним и может быть легко при тепловых колебаниях решетки отщеплен от атома, т. е. стать свободным. Поскольку ковалентная связь в данном случае не нарушается, дырка (см. ДЫРКА) здесь не возникает. Избыточный положительный заряд, возникающий вблизи атома примеси, связывается атомом примеси (узел кристаллической решетки занимает положительно заряженный ион примеси) и поэтому перемещаться не может.
В полупроводниковых кристаллах соединений АIIIВV донорными примесями являются примеси VI группы, замещающие в узлах кристаллической решетки атомы V группы, например, Te или S в позиции As в кристаллах GaAs.
В кристаллах полупроводников электрически активными центрами могут выступать дефекты структуры. Например в специально нелегированных кристаллах GaAs присутствует глубокий донорный центр с энергией ионизации, примерно равной половине ширины запрещенной зоны. Этот глубокий центр, обозначаемый как EL2, связан с антиструктурными дефектами AsGa, т. е. атомом мышьяка, занимающим позицию атома галлия в решетке кристалла.
В соответствии с зонной теорией (см. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ), примесные уровни, заполненные электронами при отсутствии внешних энергетических воздействий, расположены в запрещенной зоне вблизи нижнего края зоны проводимости. При внешнем возбуждении электроны с примесных уровней могут легко переходить в свободную зону и участвовать в процессе электропроводности. Энергия, необходимая для таких переходов, значительно меньше энергии ионизации собственных атомов полупроводника, т. е. ширины запрещенной зоны. Минимальную энергию, которую необходимо сообщить электрону для перевода его с донорного уровня в зону проводимости, называют энергией ионизации донора.
Энциклопедический словарь. 2009.
