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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 其他 » 深——浅能级与施——受主概念辨析
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

优秀版主

[求助] 深——浅能级与施——受主概念辨析

以下内容来自百度


对于半导体或者绝缘体，掺杂后，就在禁带中引入间隙态。

浅能级指能量很靠近导带底的电子束缚态，或能量很接近价带顶的空穴束缚态。深能级是指靠近导带的空穴束缚态，或能量很接近价带顶的电子束缚态。

一个能级被电子占据时呈中性，不被电子占据时带正电，则被称为施主能级。一个能级不被电子占据时呈中性，被电子占据时带负电，则被称为受主能级。
这个是嘛意思？简单点，受主能级就是可以接受电子的空穴束缚态？施主能级就是可以提供电子的电子束缚态？

施主能级主要分布于高于费米能级的能带，受主能级主要分布于低于费米能级的能带。
既然都高于费米能级了，不就是空能级嘛？还能给电子做施主？既然低于费米能极了，不就是已经有电子占据了，还能得电子做受主？

空穴束缚态和电子束缚态都是态，区别在于费米能级之上和之下？


下图是引入杂质原子后带入的间隙态，有三个部分：费米能级下面一点点的第一部分，和费米能级之上一点点的第二部分，和导带底下一点点的第三部份。

我这个是深能级掺杂还是浅能级掺杂?引入的是受主能级还是施主能级？(未标注的虚线为费米能级位置，作为参考零点。图中标注紫色文字仅供参考。VD蓝线我也不确定，求真相)



[ Last edited by cenwanglai on 2011-6-18 at 20:22 ]
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1楼2011-06-18 20:03:18
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stractor

金虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
贺仪(金币+2): 多谢指教！ 2011-06-19 19:18:00
youzhizhe(1ST强帖+1): 谢谢交流。追授一个EPI 2011-06-23 14:06:25
“一个能级被电子占据时呈中性，不被电子占据时带正电，则被称为施主能级。一个能级不被电子占据时呈中性，被电子占据时带负电，则被称为受主能级”。
我对以上观点不赞同。中性缺陷和带电（中性原子得到或者失去电子）缺陷在带隙中引入的杂质能级的位置是不同的，换句话说，当加电子到中性缺陷原子或者从中性缺陷原子拿走电子，这施主和受主能级不会在原来的中性缺陷杂质能级位置了。百度这句话的解释让人觉得受主或者施主能级就是中性杂质引入的能级，只是电子的加或者减。

“施主能级主要分布于高于费米能级的能带，受主能级主要分布于低于费米能级的能带”。这个说法是否严格，我不清楚。但这句话可以这样理解：施主就是提供电子的元素。在半导体中，施主对于的元素与其它原子结合成共价键后，这多余的电子对应的能级就是施主能级。如果这多余的电子是自由的，那么它就是自由电子，就会进入导带而参与导电，但实际上它会收到这个施主原子的微弱的作用，是近自由，不会进入导带而在CBM下面一点，很容易受激发到导带。因此可以说施主能级在CBM下面一点。可能是电中性定出的费米能级大都离VBM或者CBM有点远才得出这样的结论吧。

是深能级或者浅能级，主要看施主能级与VBM或者受主能级与CBM的距离，没统一的值。我觉得差别 0.1eV 以下可认为是浅能级掺杂。

很久没看半导体的书了，也忘了。想到了再补充。

PS：都是回忆的，有错请指正。
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2楼2011-06-18 23:37:20
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stractor

金虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
cenwanglai(金币+10): 呵呵，谢谢回复！ 2011-06-19 07:58:30
zzy870720z(金币+1): 谢谢指教 2011-06-23 14:22:01
“引入的是受主能级还是施主能级”。对于这个问题，从计算角度讲，可以看看某个施主或者受主缺陷的DOSCAR或者EIGENVALUE文件来判断。因为对于某一具体的缺陷，比如受主X-，它的缺陷能级在带隙中，对这个缺陷体系进行DOS或者band计算可得出这个能级。
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3楼2011-06-18 23:43:28
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

优秀版主
引用回帖:
Originally posted by stractor at 2011-06-18 23:43:28:
“引入的是受主能级还是施主能级”。对于这个问题，从计算角度讲，可以看看某个施主或者受主缺陷的DOSCAR或者EIGENVALUE文件来判断。因为对于某一具体的缺陷，比如受主X-，它的缺陷能级在带隙中，对这个缺陷体系进 ...

我的帖子中有个DOS图的。看看里面的带隙掺杂能级。配合图来说明可能会清楚一些。我找找资料看看。
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4楼2011-06-19 08:01:17
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245200

新虫 (初入文坛)
怎么看引入了几条杂质能级呢

发自小木虫Android客户端
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5楼2016-11-18 16:40:34
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