Основы теории химической связи и закономерности образования п/п.

Основы теории химической связи и закономерности образования п/п. Атомный радиус Электроотрицательность http: //www. ioffe. ru/SVA/NSM/Semicond/index. html

Атом молекула кристалл

Закономерности формирования электронных структур • Принцип наименьшей энергии: электрон размещается на АО c min энергией • Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором 4 -х кв. чисел • Правила Х(Г)унда: (1) на одном подуровне сумма спинов электронов максимальна, (2) сумма магнитных кв-х чисел максимальна.

Основные свойства ковалентной связи Гибридизация s- и p- электронных облаков и пространственная ориентация sp 3 – гибридов.

Химическая связь в полупроводниковых соединениях АNB 8 -N антиионный знак ! Ga 3+As 3 - - ф-ла ионной связи Ga-As+ - ф-ла ковалентной связи Ga 3+As 3 - - ф-ла ионной связи =С 1 К+С 2 И С 12+С 22 = 1 К – электронные состояния для «чистой ковалентной» связи И – электронные состояния для «чистой ионной» связи Схема образования sp 3 гибридных связей у соединений АNB 8 -N

Степень ионности связи полупроводники диэлектрики =( XAВ/ XCs. F) Cs. F

Металлическая составляющая связи, ионная составляющая связи и ширина запрещенной зоны в полупроводниках Связь Физические свойства ионная диэлектрики ковалентная полупроводники металлическая металлы d, q* , ? Eg, , теплопроводность микроскопика макроскопика

Зависимость Eg от длины связи в полупроводниках IVA-VIA подгрупп

Энергия запрещенной зоны как функция параметра постоянной решетки

Решётка Браве Элементарные ячейки Кристаллические структуры

Резюме (Симметрия кристаллов) Пространственная решетка = Решётка Браве примитивная Элементарные ячейки условная эл. яч. Кристаллическая структура = решетка + базис Координационное число, плотность упаковки Преобразование симметрии (точечные группы) Классификация решеток Браве (3 D).

1. Уравнение Лауэ для амплитуды рассеяния волны. 2. Обратная решетка. 3. Построение Эвальда (сфера Эвальда). 4. Зона Бриллюена. 5. Структурный фактор базиса.

Структура поверхности: элементарная ячейка, реконструкции, димеризация, модель подсчета электронов Рост кристаллов, методы выращивания объёмных кристаллов и тонких пленок. Методы: Дифракция рентгеновских лучей. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) Дифракция быстрых электронов (ДБЭ) Дифракция медленных электронов (ДМЭ) Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) Оже спектроскопия

Дифракция медленных электронов

Структура и стехиометрия поверхности Ga. As(001) [001] As/Ga. As(001): T 100° МЛЭ, HCl-i. PA (1 x 1) (2 x 4)/c(2 x 8) (3 x 6)/(2 x 6) (4 x 2)/c(8 x 2) (4 x 6) 420 °С 480 °С 550 °С 600 °С O. E. Tereshchenko S. I. Chikichev, A. S. Terekhov, JVST A 17 (1999) 2655 Изменение отношения As/Ga на поверхности Можно ли осуществить после обработки низкотемпературную реконструкцию в HCl-i. PA и последующего поверхности изменяя её стехиометрию? прогрева в СВВ

Структура поверхности Ga. As(001) [001]

Structure of chemically prepared In. As(001) surface under UHV annealing STM LEED (2 x 4)/c(2 x 8) 60 x 60 nm Tann. =330°C (2 x 4)/(4 x 2) 60 x 60 nm Tann. =375°C Tann. =20° First order phase transition (4 x 2)/c(8 x 2) 55 x 55 nm Tann. =410°C O. E. Tereshchenko , et al. Appl. Phys. Lett. 82 (2003) 4280

СТМ ДМЭ 55 x 55 nm