233

A HibUl. IM1U.1 .Vvu    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © by »N TOS >«}

7 12 TEORIA PASMOWA CIAŁA STAŁEGO METALE, PÓŁPRZEWODNIKI I IZOLATORY 233

kowalencyjne, w których uczestniczą jego cztery elektrony walencyjne. Piąty elektron pozostaje natomiast nie związany (schemat IV) i potrzebuje dostarczenia niewielkiej porcji energii, aby przemieścić się na sąsiedni atom krzemu, czyli stać się elektronem swobodnym (schemat V).

^S's. -^Sl	>0<>
IV	V

Atom arsenu dostarczający elektronów do pasma przewodnictwa nosi nazwę centrum donorowego. W obecności centrów donorowych liczba swobodnych elektronów jest znacznie większa od liczby swobodnych dziur, Swobodne elektrony stanowią zatem nośniki prądu decydujące o przewodnictwie. Mówimy wtedy o półprzewodniku elektronowym, czyli półprzewodniku typu n.

Inna sytuacja powstanie po wprowadzeniu atomów boru do sieci przestrzennej krzemu. Atom boru rozporządza tylko trzema elektronami walencyjnymi i może wytworzyć wiązania kowalencyjne tylko z trzema spośród czterech sąsiadujących z nim atomów krzemu (schemat VI). Do wytworzenia czwartego wiązania konieczne jest dostarczenie jeszcze jednego elektronu. Elektron taki może przejść z jednego z. sąsiednich wiązań Si—Si kosztem niewielkiego nakładu energii. Występuje wówczas brak elektronu pomiędzy dwoma atomami krzemu, a więc dziura elektronowa (schemat VII).

< •< >< x>C> Ne X >	^Xb^XsY >£< ^SiN ySx
VI	VII

>

Atom boru zdolny do przyjęcia elektronu stanowi w sieci germanu centrum akceptorowe. W obecności centrów akceptorowych liczba swobodnych dziur jest znacznie większa od liczby swobodnych elektronów i staje się czynnikiem decydującym o wielkości przewodnictwa elektrycznego próbki Mamy teraz do czynienia z przewodnictwem dziurowym czyli przewodnictwem typu p

Łatwość, z jaką centrum donorowe oddaje elektron do pasma przewodnictwa, pochodzi stąd, że energia elektronu obecnego w centrum donorowym jest niezbyt odległa od energii odpowiadającej dolnej krawędzi pasma przewodnictwa. Poziomy energetyczne elektronów nadmiarowych w centrach donorowych leżą zatem w górnej części pasma wzbronionego (rys. 7.21). Poziomy energetyczne centrów akceptorowych, na które są przyjmowane elektrony z pasma podstawowego, są położone natomiast u dołu pasma wzbronionego.