1.2. Metalların kristallik strukturu və atomlar arası rabitənin növləri
Metallik qəfəsin ən əsas xüsusiyyətlərindən biri odur ki, belə strukturda atomlar çox seyrək yerləşir (nüvələr arası məsafə böyükdür) və hər bir atomun çoxlu sayda qonşu atomu olur. Atomların radiuslarının böyük olması valent elektronlarının asanlıqla atomun nüvəsinin təsir zonasından çıxmasına səbəb olur. Beləliklə kristallik qəfəsin düyünlərin müsbət yüklənmiş ionlar formalaşır, ayrılmış elektronlar isə elektron qazı yaradaraq düyünlər arası fəzada hərəkət edir. Məsəllən, misin kristallik quruluşu şək.1.2.1- də təsvir olunmuşdur.
Şək.1.2.1.
1.3. Yarımkeçiricilərin kristallik strukturu və atomlar arası rabitənin növləri
Yarımkeçiricilik xaassələrinə Mendeleyevin dövri cədvəlində III, IV, V, VI qruplarında yerləşən elementlər və onların birləşmələri aiddir (Si, Ge, GaAs, InP, Se, Te). Bəzi elementlər və birləşmələr isə yalnız xüsusi emaldan (məsələn, maddənin təmizlənməsi) sonra yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malik olur.
Müxtəlif elementlərin atomlarının quruluşuna diqqət yetirsək, daxili və xarici elektron səviyyələrinin (qatlarının) mövcud olduğunu yəqin etmək olar. Daxili səviyyələr tamamilə elektronlarla dolu, xarici səviyyələrdə isə valent elktronları mövcud olur. Valent elektronları atomun nüvəsi ilə zəif əlaqədə oluduğu üçün asanlıqla onunla əlaqəni qıra və istilik və elektrik keçiriciliyndə iştirak edə bilər.
1.4. Kristallik qəfəslərdə qüsurlar
Kristallik qəfəslər nə həcmi, nə də səthi baxımdan heç vaxt ideal struktura malik olmurlar. Adətən istehsal zamanı qəfəsin periodikliyi pozulur və müxtəlif kristall qüsurları meydana gəlir.
Qəfəs qüsurları boş düyün (Şottki qüsuru) və ya boş düyünlə düyünlərarası atomun vəhdəti (Frenkel qüsuru) formasında ola bilər. Belə qüsurlar nöqtəvi xarakter daşıyır (şək.1.4.1, a,b).
İstənilən yarımkeçirici materialın tərkibində aşqarlar mövcud olur: emal zamnı təmizlənməyən və yarımkeçiricinin tərkibində qalan parazit aşqarlar və kristala lazımi xüsusiyyətlər vermək üçün xüsusi olaraq əlavə olunan aşqarlar. Aşqar atomları (şək.1.4.1,c) kristall qəfəsin düyünləri arasında və ya düyünlərində yerləşə bilər. Sonuncu variant daha çox istifadə olunur.
Şək.1.4.1
Kristall qəfəsin spesifik xətti qüsuru- dislokasiya adlanır və qəfəs müstəvisinin yerini dəyişməsi ilə əlaqədardır. Dislokasiya qüsurunun xətti (şək.1.4.2,a) və vintvari (şək.1.4.2,b) növləri var. Xətti dislokasiya qəfəsin natamam sürüşməsi, vintvari dislokasiya isə qəfəsin tam sürüşməsi nəticəsində yer alır.
Şək.1.4.2.
Parazit aşqarların və dislokasiyanın olması yarımkeçirici cihazların parametrlərinin kənaraçıxmasına səbəb olur. Yarımkeçirici materialın səthində yerləşən atomların səthdən kənar oblastda qonşu atomlarının olmaması səbəbindən kovalent rabitə pozulur. Bu da öz növbəsində materialın səthində enerji balansının pozulmasına səbəb olur. Enerji balansı müxtəlif yollarla bərpa oluna bilər: səthə yaxın oblastda atomlar arasında məsafənin kiçilməsi, ətraf mühitdən yad atomların absorbsiyası nəticəsində qırılmış rabitənin tam və ya qismən bərpa olunması, səthin oksidləşməsi nəticəsində qırılmış rabitənin bərpa olunması. İstənilən halda səthə yaxın ərazinin təbiəti və xaassələri materialın daxilindəkindən fərqlənir.
| 