Образование электронно

Минимальное количество новой фазы, способной к самостоятельному существованию и находящейся в равновесии с исходной (пересыщенной) фазой, называют зародышем. Согласно современным представлениям о возникновении зародышей, вблизи точки фазового перехода в перенасыщенной (переохлажденной) жидкой фазе возникают местные и временные флуктуации, которые представляют собой скопление с ориентированным расположением частиц. Это состояние само по себе неустойчиво, так как наряду с непрерывным образованием подобных ансамблей идет их распад. Объединение -скоплений может явиться зародышем, из которого впоследствии вырастает кристалл. Итак, для образования зародышей в первую очередь необходимо метастабильное состояние системы, т. е. она должна быть пересыщена или переохлаждена.

Суммарная скорость кристаллизации зависит от многих параметров: времени, температуры, линейной скорости кристаллизации и скорости образования зародышей, объема незакристаллизовавшегося расплава. Внешние воздействия на процесс кристаллизации различны и в значительной степени определяются их влиянием на такие параметры, как скорость образования зародышей, линейная скорость кристаллизации и др. Экспериментально доказано, что ионизирующее излучение, а также электрическое и магнитное поля способствуют образованию новых центров кристаллизации, соответственно изменяя результаты технологических процессов.

плавление происходите две стадии: подготовительная, заключающаяся в образовании насыщенных растворов в твердой фазе, и стадии образования зародышей жидкой фазы, их роста и последующего растворения в слое расплава взаимодействующих материалов. Паяют с непрерывным поджатием заготовок друг к другу.

Наличие фитиля на стенке испарителя улучшает условия образования зародышей парообразования, необходимых для возникновения пузырькового кипения. Пузырьки в сетке фитиля образуются не сферические, а расплющенные, перекрывающие участки охлаждаемой поверхности. Это приводит к снижению интенсивности отвода тепла по мере увеличения перегрева стенки ( 4-25).

где алрегат, содержащий п молекул, рассматривается как зародыш .критического размера, который в общем случае будет расти, а не уменьшаться. Другие механизмы образования зародышей, например путем одновременного столкновения п молекул или 'Столкновения нескольких агрегатов размерами 'меньше критического, считаются маловероятными, и поэтому ими можно пренебречь.

Скорость образования зародышей /3 можно выразить следующим образом:

Следовательно, скорость образования зародышей равна:

Модель гетерогенного образования зародышей отличается только тем, что вводится геометрический фактор, определяемый величинами «ежфазового взаимодействия в системе подложка — зародыш — пар или подложка —

зародышей облегчается. При -И800, f(tp)-*-l, ДОКр растет до максимума и образование зародышей затрудняется (случай гомогенного зарождения новой фазы). Следовательно, уравнение (6-2) является предельным случаем образования зародышей, когда оно протекает с максимальной трудностью. Другими словами, свободная энергия гетерогенного образования зародышей всегда меньше свободной энергии гомогенного зарождения. Другое отличие гомогенного и гетерогенного роста зародышей состоит в механизме их. роста.

Скорость гетерогенного образования зародышей будет равна:

Естественно, что при температурах подложки, когда реализуются оба механизма образования зародышей: прямым осаждением из пара и путем поверхностной диффузии, скорость образования зародышей выразится суммой уравнений (6-20) .и (6-21):

18-8. Монокристалл кремния с двумя типами проводимости : а — монокристалл ; 6 — образование электронно-дырочного перехода; в — потенциальный барьер в переходе

Увеличение проводимости полупроводника под воздействием электромагнитного излучения называют внутренним фотоэффектом. Поток фотонов, падающих на полупроводник, затрачивает энергию на образование электронно-дырочных пар за счет переброса электронов из валентной зоны в зону проводимости.

Образование электронно-дырочного перехода

Принцип действия при этом режиме работы связан с тем, что скорость перераспределения электрического поля в структуре диода может значительно превышать скорость дрейфа носителей заряда. На 3.59 показано распределение напряженности электрического поля в слаболегированной n-области р+-п-п+-структуры лавинно-пролетного диода в различные моменты времени после включения диода на обратное напряжение, превышающее пробивное напряжение. В первый момент (t\) напряженность электрического поля максимальна около металлургической границы. Именно здесь из-за ударной ионизации начинается образование электронно-дырочной плазмы.. Это приводит к перераспределению электрического поля в п-области.

С течением времени в обедненной МДП-структуре за счет генерации происходит образование электронно-дырочных пар и возможно создание паразитного для ПЗС инверсионного слоя. Время, необходимое МДП-структуре для перехода из режима обеднения в режим инверсии, называется временем релаксации /s; его значение оценивается из условия компенсации объемного заряда обедненного слоя ионов примеси подвижными носителями, созданными тепловой генерацией. Например, для ПЗС с каналом п-типа имеем

Возникновение положительного заряда ионов можно объяснить следующим образом. Ионизирующее излучение вызывает образование электронно-дырочных пар в слое диэлектрика. Если к затвору приложено положительное относительно подложки напряжение, то в первую очередь из-за большой подвижности электроны будут перемещаться полем к затвору. Дырки захватываются дырочными ловушками или рекомбинируют с электронами до выхода из оксида. В результате в диэлектрике SiO2 формируется избыточный положительный заряд. Образующийся заряд Q при фиксированном потенциале затвора уменьшает напряженность поля в оксиде, что приводит к насыщению заряда Q при росте D. Объемный заряд расположен внутри оксида на расстоянии нескольких десятков нанометров от границы раздела кремний — диэлектрик. Значение объемного заряда определяется не только поглощенной дозой облучения, но и значением и полярностью напряжения на затворе в процессе облучения. Наблюдаемая при этом линейная зависимость наведенного заряда от t/зи связана с тем, что все приложенное к затвору напряжение падает на слое объемного заряда, создающегося в оксиде во время облучения, а не на всем слое оксида.

18-2., Монокристалл кремния с двумя типами проводимости: а — монокристалл; б — образование электронно-дырочного перехода; в — потенциальный барьер в переходе

(где К — длина волны, мкм) затрачивается в собственном полупроводнике на образование электронно-дырочных пар за счет переброса электронов из валентной зоны в зону проводимости. Поэтому существует граничная длина волны, определяемая энергией кванта, достаточной для перехода электрона с самого верхнего уровня валентной зоны на самый нижний уровень зоны проводимости, т. е. равная ширине запрещенной зоны полупроводника. Отсюда по длинноволновому краю фотопроводимости (ДКФ) можно определить ширину запрещенной зоны полупроводника ( 8-7). Для этого, экстраполировав круто падающий участок кривой до пересечения с осью абсцисс, находят граничную длину волны >р и энергию квантов, обусловливающую начало фотопроводимости. Так как запреа;енная зона различных полупроводниковых веществ имеет ширину от десятых долей электрон-вольта до 3 эВ, то фотопроводимость может обнаруживаться в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой части электромагнитного спектра. Из 8-7 видно, что оптическая ширина запрещенной зоны германия 0,7 эВ, пороговая длина волны равна примерно 1,8 мкм, т. е. лежит в инфракрасной области спектра. Фотопроводимость при волнах короче 1,8 мкм определяется переходом электронов с более низких уровней валентной зоны на более высокие уровни зоны проводимости. На кривой 8-7 показан «тепловой хвост», тянущийся до 1,9 — 2 мкм. Наличие «теплового хвоста» (т. е. небольшой фотопроводимости), вызываемое квантами света с энергией, несколько меньшей ширины запрещенной зоны полупроводника, можно объяснить двумя физическими явлениями:

Образование электронно-дырочных пар будет продолжаться и в отсутствие солнечного излучения. Оно является следствием теплового возбуждения, возникающего в любом веществе при всех температурах выше О К. Веро-

Энергия первого возбужденного электронного состояния окиси азота (4П) составляет 4,92 эв, или около 113 ккал/моль. Очевидно, что в области умеренных температур (Гг^1000°К) образование электронно возбужденной молекулы NO маловероятно. Следовательно, ре-

где NCbte — электронно возбужденная молекула NOo. Согласно авторам [239], первое электронно возбужденное состояние NOs соответствует полосе 8900 А. Энергия этого состояния порядка 31 ккал/моль. Образование электронно возбужденной молекулы NO2 по этой причине вероятно уже в области температур порядка 500 "С. Возможно, и реакция (2.1) протекает с участием электронно возбужденных молекул NO2.