Doktorska disertacija - Prirodno

2. Teorijski deo
2.1.3. Realni kristali
U realnim kristalima, i d e a l n a u r e đ e n o strukture s t je o s t v a r e n a s a m o d e l i m i, nsa o
elementima nereda (defektima rešetke), koje je vrlo lako objasniti k i n e t i k i m i
t e r m o d i n a m i k i m r a z m a t r a n j e Stvaranje m . defekta u kristalu odstranjivanjem jednog atoma
i z r e š e t k e z a h t e v a o d r epozitivnu đ e n u promenu entalpije ` H, ali istovremeno se znatno
p o v e ava entropija ` S, usl e d v e l i k o g b r o j a m o g u i h p o l o ž a1 j a mol ( z materijala a T 6 ·10 23 )
gde možemo stvoriti prazninu ( T e c i l a z i – « S t e v a n o v , i « 1990). Kao posljedica toga promena
slobodne (Gibbs-ove) energije i z r a u nta a p o d o b r o p o z n a t o j j e d n a (2.2) i n i je negativna
(Stolen i sar., 2004).
d G = d H - T d S (2.2)
Nepravilnosti koje se javljaju u elektronskoj strukturi kristalne rešetke poluprovodnika je
m o g u e s h v a t i t i p r e k o z o n s k o g m o d e l a s t r u k t u r e v r s t e m aSl. t e r2.7a i j e . je Ndat a zonski
model strukture kristala na k o m e s e u o a v a jvalentna u zona, provodna zona i zabranjena
zona ( P u r e n o v i « , 1 9 9Kaxiaras, 4 ; 2003). Pored uticaja temperature, primese mogu isto tako
izazvati pojavu provodnih elektrona i elektronskih šupljina što dovodi do nastajanja dodatnih
elektronskih energetskih nivoa u zabranjenoj zoni poluprovodnika (Sl. 2.7b). Akceptorski i
donorski nivo su sasvim blizu najvišeg nivoa valentne zone i najnižeg nivoa provodne zone.
Dodatkom viševalentnih elemenata u monokristal formirtaju se donorski nivoi, a
niževalentnih elemenata akceptorski nivoi.
Sl. 2.7. a) Energetske zone elektrona kod poluprovodnika; b)Primesni nivoi unutar zabranjene
zone energije
N a r u š a v a n j e p e r i o d i n o s t i k r i s t a l a i m a z a p o s l e d i c u s t v a r a n j e d o v o l j n o d u b o k
potencijalnih jama na osnovnom per i o d i n o m p o t e n c i j a l u . S t a n j e e l e k t r o n a z a h v a e n o g
ovakvom potencijalnom barijerom naziva se lokalno stanje (Gubanov, 1968). Lokalni nivoi su
v r l o e spovezani t o sa primesama, pa se stoga nazivaju i primesnim.
12