Doktorska disertacija - Prirodno

2. Teorijski deo
primesna površinska stanja, koja se stvaraju prisutnim primesama i adsorbatom na površini
d o v o d e i d o f o r m i r a energetskih n j a nivoa ili površinskih centara. Termin površinski centar se
odnosi na opis stanja mikroskopske grupe atoma na površini, koja je u bilo kom smislu
hemijski aktivna (Purenovi «, 1994). Gustina cenatara ovog tipa dostiže vrednost 10 15 /cm 2 tj.
jedan centar po svakom površinskom atomu, odnosno po svakoj nekompenzovanoj valentnoj
v e z i . M e đ u t i m , s t v a r n i b r o j s t a n j a j e d o s t a m a n j i u s l e d a u t o p a s i v i z a c i j e i a u t o r e k o n s
površine i iznosi oko 10 12 /cm 2 . Na drugoj strani, centri mogu biti vezani i sa defektima
površine, gde se ubrajaju kristalografske stepenice ili mesta gde dislokacije izlaze na površinu.
Pošto je površina granica deoba faza gde postoji razlika u hemijskim potencijalima, i z m e đ u
faza se uspostavlja energetska barijera, odnosno potencijalna razlika. Postojanje potencijalne
razlike uzrokuje i uspostavljanje dvojnog e l e k t r iog n sloja. Dakle, na površini uvek postoji
n a e l e k t r i s a n j e k o j e j e k o m p e n z o v a n o s u p r o t n o n a e l e k tsticama r i s a n i m u blizini e površine.
N a o v a j n a i n s e u p r i p o v r š i n s k o m s l o j u v r s t e f a z e o b r a z u j e o b l a s t p r o s t o r n o g n a e l e k t r
i jje a debljina k o d m e t a l a z a n e m a r l j i v a u s l e d v e l i k e g u s t i n e n o s i l a c a n a e l e k t r i s a n j a . M e đ u t
kod poluprovodnika oblast prostornog n a e l e k t r i s a n j a s e p r o s t i r e n a v e u i l i m a n j u D e b a j e v u
-3 -4
dubinu koja j e r e d a v e l i i n e – 10 1 0 cm, kao što se vidi sa Sl. 2.10.
Sl. 2.10. Oblast prostornog naelektrisanja kod poluprovodnika
Usled toga, kao i pod uticajem primesa, na površini poluprovodnika dolazi do svijanja
energetskih nivoa. Sa površinskim stanjima, s obzirom na njihovu fluktuaciju na površini, su
u vezi i procesi rekombinacije koji se odvijau zahvatom nosilaca naelektrisanja. Zavisno od
toga koliko traje relaksacija, dele se na spora i brza stanja (Purenovi «, 1994). Brza stanja imaju
kratko vreme relaksacije (10 -6 s), dok spora stanja imaju relaksaciju za duži vremenski period,
koji je u opsegu od 10 -3 s d o n e k o l i k o a s o v a . T a m j e p rtpostavio v i p r e da se na površini
nalaze lokalizovani energetski nivoi unutar p o d r u j a z a b r a n j e n e z o n e . U k o l i k o j e g u s t i n a o v i h
stanja velika ona mogu da obrazuju površinsku zonu donorskog ili akceptorskog tipa.
18