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423445980木虫 (小有名气)
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[求助]
请详细解释一下缺陷态密度和缺陷态分布
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| 请详细解释一下缺陷态密度和缺陷态分布，今天看文献把我弄晕了！ |
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 带电掺杂体系形成能 | vasp计算资料 | 半导体物理方面 |
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3楼2012-08-11 23:12:10
2楼2012-08-11 00:19:38
SCU_magiclee
铁杆木虫 (正式写手)
硅材料研发人员
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【答案】应助回帖
感谢参与，应助指数 +1
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不知道是不是自己的理解很肤浅。。我个人觉得还是挺清楚的啊。就抛砖引玉一下吧！ 1. 缺陷态密度：通俗的理解就是缺陷的数量多少，通常和材料性能有密切联系。以半导体晶体为例，缺陷态密度高，那么其载流子寿命就低，或者说载流子复合率高。如果用光谱来表征的话，晶体质量差的半导体，在其带间辐射之外，可能会伴有缺陷态的发光。晶体质量好的半导体，缺陷发光是较弱的。另外，缺陷态密度这个概念很多时候是可以量化的。举点例子：硅中的杂质原子，其单位N/ccm(每立方厘米有N个缺陷)，这些杂质其实就是些替位/间隙式点缺陷；再比如通过金相显微镜观察单位视场内的大角晶界、小角晶界、以及某些特定的缺陷数量，其单位一般用（每平方厘米/微米有N个缺陷）； 2. 缺陷态分布：同一种材料，具有相同的缺陷态密度。但其性能上可能会有较大的差异。为什么？可能缺陷态的类型、性质、及其分布不一样！举个例子：两块单晶硅，都含有N/ccm的铁杂质。一块退火，一块不退火。从宏观上来看，两者的铁杂质含量都没变。但是微观的局部区域，退了火的可能就是少量的间隙铁原子和一些铁沉淀、聚集体。没退火的，还全部都是铁原子。显然具体到到某些区域，其铁杂质缺陷态密度就不一样了。而且，从铁原子到铁沉淀、聚集体，铁的化学性质、电离状态等等都发生了变化，其复合活性也就变了。一句话，缺陷态分布常常伴随着缺陷分布不均匀的问题，如果分布是均匀的，那么处处都一样，这个概念也许就没有意义了。 |
4楼2012-08-11 23:41:31
夕阳西下: 缺陷的形成实际上就是价键理论中电子配对缺失导致的，故其发光与复合都与电子空穴的机制一样的。另外，你说表面态和界面态的问题，个例子是某些材料的金半接触势垒的形成，普遍认为和界面态相关，但n种理论众说纷纭，各自都貌似对，但各自又都貌似不靠谱，且相互矛盾，对实验现象也是有时说得通有时说不通。怎么可能互相矛盾呢？应该属于基础理论部分。 2012-08-12 17:47:31
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缺陷态分布，不知道lz说的是真实空间的分布还是在能带中的分布。 我搞不懂的问题在于缺陷态是如何产生的。比如晶格的损伤啊，原子的空位填隙啊，这些是怎样形成局域化的能态的；宏观上的一些缺陷，比如一些腐蚀坑pit和hillow，和缺陷能级有什么样的关系。见过一些理论资料，当然都是从量子力学和固体理论出发的，不过我自己水平不够，不很理解。 还有是缺陷态的作用，比如你说的产生复合中心，还有陷阱，这两者间本质区别是什么。有些文献里提到半导体器件的产生复合电流还有陷阱辅助隧穿电流，其中都涉及到缺陷能级和浓度，但是这两个能级和浓度是同一个东西么？还有缺陷态电子什么时候会参与导带电子的热平衡，什么时候又不参与？ 还有就是如何确定这些态的能级和浓度，甚至（在带隙中的）分布？某些测试方法，比如DLTS等的结果，到底在多大程度上是可信的；不同的测试方法也许会得到差别很大的结果，怎么解释它们之间的差异等等。 还有就是表面态和界面态的问题。与此相关的几种理论都有不同程度的困难（新进展我也不了解，教科书上提到过一点）。比较典型的一个例子是某些材料的金半接触势垒的形成，普遍认为和界面态相关，但n种理论众说纷纭，各自都貌似对，但各自又都貌似不靠谱，且相互矛盾，对实验现象也是有时说得通有时说不通。人类利用金半接触整流特性一百多年了，至今搞不清楚它是怎么形成的，真囧。 |
5楼2012-08-12 02:28:08
