|
|
Для большинства ХСП значения а и энергия активации практически не зависят от природы и концентрации примесей (примесные атомы проявляют макс. валентность, отдавая все свои валентные электроны на образование комплектных связей с осн. атомами). Однако примеси переходных металлов (Ni, Mo, W, Fc) вызывают появление примесной проводимости (резкое возрастание а, рис, 2). Предполагается, что ее создают d-электроны, к-рые могут но участвовать н образовании ковалентных связей. ЭТАП, в частности аморфный Si, уда╦тся эффективно легировать атомами Р и В.
Для многих ХСП характерен эффект переключения ≈ быстрый (~10~10 с) обратимы!! переход из высокоом-
-6
z
""8
т
О
-10
-12
-14
_L
2 3 AT. %
Рис. 2. Зависимости проводимости а аморфных полупроводников от концентрации примеси переходных металлов.
Рис, 3, Больтамперная характеристика хальногеиидных стеклообразных полупроводников в услопиях «эффекта переключения».
ного состояния (рис. 3, 1) в пизкоомное (2} под донет-вием сильного олектрич. поля 5>106 В-см"1, Это объясняется как инжскцией электронов и дырок из контакта и делокализаггией захваченных носителей заряда, так и ростом темп-ры в шнуре тока (см. Шнурование тока). В ряде ХСП низкоомное состояние образца сохраняется длительно, а для возврата н высокоомноо состояние необходимо пропустить через образец кратковре.м. импульс тока. Этот эффект памяти обусловлен частичной кристаллизацией ХСП в области докового шнура.
Во многих А. и с. п., в частности в ХСП, электронные состояния в запрещ╦нной зоне являются полкронами малого радиуса. Заполнение такого состояния электроном сопровождается сдвигом соседних атомов реш╦тки, что приводит к отличию значений £^, полученных из измерений мсжзонного поглощения света н энергии активации проводимости.
Оптические свойства. Кран оси. поглощения света в А, и с. п. имеет 3 участка, В области высоких значений коэф. поглощения а>104 см"1, его зависимость от
частоты:
(hv≈ 8≥}lk\\, где Я~10Б≈ 10й см
-1
≈ оптическая ширина запрещ╦нной
~1
-1
"1
При
зоны.
, где А = поглощение обуслов-
1,0 CM~1<oc<103≈ 10* см
≈15≈20 эВ"1. При а<1 см
лено дефектами структуры. t
В большинстве А. и с. п. наблюдается значит, фотопроводимость Gfa=ALn, где L ≈ интенсивность света; 0,5^и^1,0. Спектральное распределение Оф имеет максимум и пологую длинноволновую ветвь; зависимость аф(7*) имеет максимум в той области Т1, где Оф~ ">-а, а при понижении темп-ры Оф спадает вначале экспоненциально, а затем более полого. Особенности аф объясняются «прилипанием)) и рекомбинацией неравновесных носителей на локальных центрах, непрерывно распредел╦нных по энергии по определ╦нному (в частности, по экспоненциальному) закону, В ХСП .наблюдаются ряд .специфич. явлений, напр, уменьшение люминесценции в процессе возбуждения, что коррелирует с явлениями фотоиндуцир. электронного ларамагн. резонанса (ЭПР) и фотоиндуциров. погло-
щения света. Эти особенности объясняются наличием Ш заряж. дефектов, к-рые при низкотемпературном освещении становятся нейтральными и парамагнитными. _
Аморфный кремний. Из ЭТАП наиб, изучен гидроге- Q визиров, аморфный Si. Водород «залечивает» оборван- & ные связи в Si, понижая тем самым плотность локалн- О зон. состояний в запрещ╦нной зоне и обеспечивая воз- ^ можность легирования, а также меняет общую структуру и весь комплекс алектрич. и оптич. свойств,
Практическое применение А. и с. п. разнообразно. Благодаря прозрачности в длинноволновой области спектра ХСП применяются в оптич. приборостроении. Сочетание высокого сопротивления и большой фотопроводимости используется в электрофотографии, телевизионных передающих трубках типа видикон и для изготовления фототермонластнч. преобразователей изображений. Эффекты переключения и памяти позволяют получить быстродействующие переключатели и матрицы памяти. Фотолегирование и обратимость фотости-мулиров. изменения оптич. свойств используются в светорегистрирующих средах для голографии и бессеребряной фотографии. Стимулированное внеш. воздействиями изменение растворимости ХС11 лежит в основе фото-, электрогю и рентгенорсзисторов, фотошаблонов и др. Пл╦нки аморфного Si и др. ЭТАП перспективны для построения солнечных батарей, а также для создании эфф. электролюминофоров, электрофотографии1, устройств, видикоыов и др. преобразователей изображений.
Лит.; М о т т Н., Д э п и с Э., Электронные процессы н некристаллических БОЩРСТНЦХ, лир. с англ., т, 1≈2, 2 изд., Ы., 1982; Костылек С. А.т Ш к у т В. A.t Электронное пергключение-в аморфных полупроводниках, К., 1978; Ш к .ю в-с к и и Б. И., Эфрос А. Л.у Электронные свойства легированных полупроводников, М,, 1!)79; Стенлообраяный сульфид мышьяка и его сплавы, Киш., 1981; Электронна» теории неупорядоченных полупроводников, M.t 1981; Аморфные полупроводники, под ргд. М. Бродски, пер. С англ., М., НЖ2.
В, М. Любып.
АМОРФНЫЕ МАГН╗ТИКИ ≈ класс магнитнш; материалов, сочетающих онредел, магнитную атомную структуру, напр, ферромагнитную, с аморфной атомной структурой в ограниченном интервале тсми-р. Возможность существования Л. ы. была впервые показана теоретически в 1960 [1]. Полученные А. м. по магн. свойствам не уступают или близки к лучшим кристаллич. магн. материалам, но технология их изготовления существенно проще.
Особенности магн. состояния Л, м. определяются особенностями аморфного состояния вещества ≈ отсутствием дальнего и наличием ближнего атомного порядка, термодинамич. неравновесностью, флуктуациями атомных магн. моментов, обменных и анизотропных взаимодействий. Указанные флуктуации и топологии. особенности строения «сетки» атомов аморфного вещества формируют магн. структуры А. м. Теоретич. и эксперим, исследования показали, что существуют след, тины А, м.: ферромагнетики (ФМ), спиновые ст╦кла (СС), фсрримагнотикн (ФИМ), неупорядоченные ферромагнетики (НФМ)Т неупорядоченные ферри-магнстики (НФИМ). Последние два типа А. м. нал. также а с и е р о м а г и и т н ы м и н спер и м а г-н и т н ы м и соответственно. Теория допускает также возможность неупорядоченного аптиферромагн. со-стияпия. На рис, 1 схематически представлены указанные структуры А, м, и примеры магпэтиков соответствующих типов. Во всех магн. структурах А. м. (кроме СС) существует дальний магн. порядок.
Структуры ФМ и НФМ (рис. 1, а, г) имеют ненулевой макроскопич. спонтанный магн. момент (М^О). Их различие связано со стохастичностыо и существенной неколлинеарностью структуры НФМ. Состояние СС (рис. 1, 6} представляет собой систему хаотически «замороженных» в пространстве магн. момонтов с общим моментом М=0. Наконец, состояния ФИМ и НФИМ (рис. 1, е, д) xapaKTCpnk для двухкомпонентных систем типа сплавов переходных 3rf- и 4/-метал лов. "
")
}
