Đang tải... (xem toàn văn)
Silde trình bày về vật liệu bán dẫn vô định hình trong môn vật liệu bán dẫn
Copyright © Wondershare Software Vật liệu bán dẫn vô định hình Sinh viên : Phí Văn Sơn Nguyễn Lương Hoàng Copyright © Wondershare Software Nội dung I.Giới thiệu chung II.Ứng dụng III.Các phương pháp chế tạo Copyright © Wondershare Software I.1 Vật liệu vô định hình là gì Vật liệu vô định hình là chất rắn không có trật tự xa (hay cấu trúc tuần hoàn) về vị trí cấu trúc nguyên tử. H ầu hết các nhóm vật liệu có thể thấy hoặc được cấu trú c từ dạng vô định hình. Ví dụ, thủy tinh là gốm vô địn h hình, nhiều polymer (như polystyrene) là vô định hìn h Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 1.Trật tự gần và hàm phân bố nguyên tử -Cấu trúc tinh thể là cấu trúc có tính trật tự xa, có nghĩa là tính chất sắp xếp tuần hoàn có mặt ở trong độ dài rất lớn so với hằng số mạng tinh thể. Cấu trúc vô định hình có nghĩa là bất trật tự, nhưng về mặt thực chất, nó vẫn mang tính trật tự nhưng trong phạm vi rất hẹp, gọi là tr ật tự gần . -Cấu trúc vô định hình (trật tự gần) được hình thành từ năm loại mạng chính ,tỉ lệ nguyên tử chiếm 65% thể tíc h, còn lại 35% là lỗ trống, và số lân cận gần nhất là 5%. Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 1.Trật tự gần và hàm phân bố nguyên tử Năm loại mạng cơ bản trong cấu trúc trật tự gần theo mô hình Berna Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 1.Trật tự gần và hàm phân bố nguyên tử Cách phổ biến để đặc trưn cho trật tự gần là dùng hàm phân bố nguyên tử xuyên tâm Hàm phân bố xuyên tâm trong cấu trúc vô định hình được cho bởi: với ρ0 là mật độ trung bình, r là vector vị trí, Q = 4sinθ / λ là ve ctor tán xạ, θ là góc tán xạ, λ là bước sóng, S(Q) là giao thoa trê n cơ sở cường độ tán xạ. Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 1.Trật tự gần và hàm phân bố nguyên tử Hàm phân bố xuyên tâm của Natri lỏng (a) so với Natri tinh thể (c) và hàm mật độ Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 2.Các mô hình cấu trúc vô định hình Người ta đã đưa ra một số mô hình cấu trúc vô định hình và ki ểm tra sự đúng đắn của nó bằng cách đối chiếu với thực nghiệ m. Đã có ba cách tiếp cận (nghĩa là ba mô hình gần đúng ):vi tinh thể, tinh thể nhiễu loạn, mạng liên tục -Trong mô hình vi tinh thể,người ta xem vô định hình gồm nhữ ng hạt tinh thể cực nhỏ,sự định hướng các tinh thể cực nhỏ này thay đổi đột ngột khi đi từ hạt này sang hạt khác . Mô hình này đã được ứng dụng cho Si,Ge nhưng không đưa lại sự phù hợp g iữa tính toán và thực nghiệm . Copyright © Wondershare Software I.2 Cấu trúc vô định hình 2.Các mô hình cấu trúc vô định hình -Trong mô hình tinh thể bị nhiễu loạn ,người ta xem vật rắn vô định hình đ ược hình thành do nguội nhanh từ nhiệt độ cao. Nhưng kết quả tính toán về nhiệt kết tinh lại không phù hợp với thực nghiệ m .Vật mô hình hình tinh thể nhiễu loạn cũng chưa được nghiệm đúng -Trong mô hình mạng lưới liên tục vật rắn vô định hình được xem như gồ m những nguyên tử liên kết nhau theo những dãy không tuần hoàn và dài v ô tận theo cả ba chiều . Các phép tính toán theo mô hình mạng lưới liên tụ c này đã được tiến hành với Si,Ge,Se và Te.Những kết quả thu được là phù hợp với thực nghiệm. Tóm lại trong ba mô hình, mô hình mạng lưới liên tục cho nhữ kết quả ít b ị mâu thuận với thực nghiệm nhất là cách tiếp cận thỏa mãn nhất. Copyright © Wondershare Software I.3 Cấu trúc vùng năng lượng của bán dẫn vô định hình Mặc dù trong chất rắn VDH không còn tính tuần hoàn nhưng v ẫn còn trật tự gần và vẫn tồn tại các dải năng lượng của điện tử trong chất rắn VDH. Có ba mẫu chủ yếu đặc trưng cho cấu trúc vùng năng lượng củ a bán dẫn vô định hình.