Donor və Akseptor Nöqslüliklər Poluprovodniklərdə

Doping Tərif

Doping, ildizlərin elektrik keçirici xüsusiyyətlərini dəyişmək üçün onlara çirklər əlavə etmə prosesidir.

Verici Çirklər

Verici çirklər, ildizlərə əlavə edilən beşvalent atomlardır və bu atomlar n-növ ildizlər yaratmaq üçün müstəqil elektronlar təmin edir.

N-Növ Ildiz

N-növ və ya verici çirklər ildizlərə əlavə edildikdə, qrat strukturu içərisindəki qadağan olunan enerji boşluğu daralır. Verici atomlar, konduksiya zonasının aşağısında yeni enerji səviyyələri yaradır. Bu səviyyələr, çirklər arasındakı uzaklıq və minimal məhdudlaşdırma nəticəsində diskretdir. Cermeniumda, enerji boşluğu otaq temperaturunda 0,01 eV, silisiumda isə 0,05 eV-dır. Buna görə, otaq temperaturunda, verici atomlardan gələn beşinci elektron konduksiya zonasına daxil olur. Artan elektron sayı, daha az qapanışa gətirir.

Birim həcmli n-növ ildizdəki qapanışların sayı, eyni temperaturda olan birim həcmli intrinsik ildizdəkinin sayından daha azdır. Bu, artan elektron sayının və nəticədə electron-qapanış cütlərinin daha sürətli yeniden birləşməsinin nəticəsidir.

P-Növ Ildiz

Eğer beşvalent çirk yerinə trivalent çirk intrinsik ildizə əlavə edilirsə, kristalda artıq elektronlar yox, artıq qapanışlar yarandır. Trivalent çirk atomları, tetravalent ildiz atomlarının yerinə keçdiyi zaman, trivalent atomun üç valans elektronu komşu ildiz atomlarıyla bağ yaradır. Bu nəticədə, dördüncü komşu ildiz atomunun bağında elektron eksikliği yarandır və bu, kristala bir qapanış təmin edir. Trivalent çirklər ildiz kristalına artıq qapanışlar təmin edir və bu qapanışlar elektronları qəbul edə bilir. Bu çirklər, qəbul edici çirklər kimi tanınır. Qapanışlar virtual olaraq müsbət yük taşır, bu da belə çirklərin müsbət növ və ya p-növ çirklər kimi adlandırılmasına səbəb olur və p-növ çirklərlə ildiz p-növ ildiz kimi adlandırılır.

Trivalent çirklərin ildizə əlavə edilməsi, valans zonasının üstündə ayrı-ayrı enerji səviyyələri yaradır. Valans zonası və bu yeni enerji səviyyəsi arasındakı kiçik boşluq, elektronların bir az xarici enerji ilə daha yüksək səviyyəyə asanlıqla keçməsinə imkan verir. Elektron bu yeni səviyyəyə keçdiyi zaman, valans zonasında bir boşluq, yəni qapanış, qaldır.

N-növ çirkləri ildizə əlavə etdikdə, kristalda artıq elektronlar olacaq, amma bu, heç bir qapanışın olmayacağını demir. Otaq temperaturunda ildizin intrinsik xüsusiyyəti nəticəsində, ildizdə həmişə bir neçə elektron-qapanış cütlüyü var. N-növ çirklərin əlavə edilməsi, elektronların bu cütlüyə əlavə edilməsinə və artıq qapanışların artıq elektronlarla yeniden birləşməsinə səbəb olur. Buna görə, n-növ ildizdə müsbət yük nöqtələrinin və ya özgür elektronların sayı, qapanışlardan daha çox olur. Bu səbəbdən, n-növ ildizdə elektronlar əksər yük nöqtələri, qapanışlar isə azsaylı yük nöqtələri kimi adlandırılır. Eyni şəkildə, p-növ ildizdə qapanışlar əksər yük nöqtələri, elektronlar isə azsaylı yük nöqtələri kimi adlandırılır.

Qəbul Edici Çirklər

Qəbul edici çirklər, ildizlərə əlavə edilən trivalent atomlardır və bu atomlar artıq qapanışlar yaradır, p-növ ildizlər formalaşdırır.