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Amorphe Halbleiter sind nichtkristalline Festkörper mit Halbleitereigenschaften Wie andere amorphe Materialien haben sie

Amorphe Halbleiter

Amorphe Halbleiter sind nichtkristalline Festkörper mit Halbleitereigenschaften.

Wie andere amorphe Materialien haben sie nur eine Nah- aber keine Fernordnung. Wie Halbleiter weisen sie eine Bandlücke mit voll besetzten Valenzbändern und leeren Leitungsbändern auf, die kleiner ist als diejenige von Nichtleitern. Aus amorphen Halbleitern kann man Halbleiterbauelemente herstellen.

Physikalische Eigenschaften Bearbeiten

Aufgrund der fehlenden Fernordnung amorpher Festkörper steht keine Theorie zur Verfügung, die derjenigen der Festkörperphysik kristallinen Stoffe nahe kommt. Insbesondere gilt das Bloch-Theorem nicht, da kein periodisches Potential vorliegt, die Wellenfunktionen der Elektronen sind also keine Bloch-Funktionen. Die optischen Eigenschaften hängen vorwiegend von der Nahordnung ab. Für die Anwendung in Solarzellen besonders bedeutsam ist die hohe Absorption von Photonen mit Energien knapp über der optischen Bandlücke des Materials.

Tetraedrisch gebundene amorphe Halbleiter Bearbeiten

Dampft man die Halbleitermaterialien Silizium und Germanium auf nicht zu heiße Substrate auf, scheiden sich dünne, amorphe Schichten darauf ab. Die reinen amorphen Halbleiter haben eine hohe Dichte von lokalisierten Zuständen im Bereich der Bandlücke, die Strukturdefekte als Ursache haben. Der wichtigste Strukturdefekt sind die nicht abgesättigten Bindungen. Durch Einbau von Wasserstoff werden diese Bindungen abgesättigt, und die Dichte der lokalisierten Zustände nimmt um Größenordnungen ab, bei Silizium stärker als bei Germanium. Zu dieser Gruppe gehören amorphes Silicium und amorphes Germanium; mit Wasserstoffeinbau bezeichnet man sie kurz als a-Si:H oder a-Ge:H.

Chalkogenidhalbleiter Bearbeiten

Chalkogenidhalbleiter bilden aufgrund der Zweiwertigkeit der Chalkogenide Ketten und Ringe von Atomen, die aneinander nur durch Van-der-Waals-Kräfte aneinander gebunden sind. Das begünstigt sehr stark die Bildung amorpher Strukturen. Ihr wichtigster Vertreter ist das Selen. Die nicht an den Bindungen beteiligten Elektronen stellen die beweglichen Ladungsträger in den Chalkogenidhalbleitern.

Literatur Bearbeiten

  • Peter W. Heywang: Amoprphe und polykristalline Halbleiter. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984, ISBN 3-540-12981-2.
  • Peter Y. Yu, Manuel Cardona: Fundamentals of Semiconductors. Physics and Materials Properties. Springer, Berlin, Heidelberg 1996, ISBN 3-540-61461-3.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Peter Y. Yu, Manuel Cardona: Fundamentals of Semiconductors, Springer Verlag Berlin Heidelberg 1996, ISBN 3-540-61461-3, S. 550 ff.
  2. W. Heywang: Amorphe und polykristalline Halbleiter. Springer Verlag. Berlin/Heidelberg/New York/Tokyo 1984, ISBN 3-540-12981-2, S. 38 ff.
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Amorphe Halbleiter sind nichtkristalline Festkorper mit Halbleitereigenschaften Wie andere amorphe Materialien haben sie nur eine Nah aber keine Fernordnung Wie Halbleiter weisen sie eine Bandlucke mit voll besetzten Valenzbandern und leeren Leitungsbandern auf die kleiner ist als diejenige von Nichtleitern Aus amorphen Halbleitern kann man Halbleiterbauelemente herstellen Inhaltsverzeichnis 1 Physikalische Eigenschaften 2 Tetraedrisch gebundene amorphe Halbleiter 3 Chalkogenidhalbleiter 4 Literatur 5 EinzelnachweisePhysikalische Eigenschaften BearbeitenAufgrund der fehlenden Fernordnung amorpher Festkorper steht keine Theorie zur Verfugung die derjenigen der Festkorperphysik kristallinen Stoffe nahe kommt Insbesondere gilt das Bloch Theorem nicht da kein periodisches Potential vorliegt die Wellenfunktionen der Elektronen sind also keine Bloch Funktionen Die optischen Eigenschaften hangen vorwiegend von der Nahordnung ab 1 Fur die Anwendung in Solarzellen besonders bedeutsam ist die hohe Absorption von Photonen mit Energien knapp uber der optischen Bandlucke des Materials Tetraedrisch gebundene amorphe Halbleiter BearbeitenDampft man die Halbleitermaterialien Silizium und Germanium auf nicht zu heisse Substrate auf scheiden sich dunne amorphe Schichten darauf ab Die reinen amorphen Halbleiter haben eine hohe Dichte von lokalisierten Zustanden im Bereich der Bandlucke die Strukturdefekte als Ursache haben Der wichtigste Strukturdefekt sind die nicht abgesattigten Bindungen Durch Einbau von Wasserstoff werden diese Bindungen abgesattigt und die Dichte der lokalisierten Zustande nimmt um Grossenordnungen ab bei Silizium starker als bei Germanium Zu dieser Gruppe gehoren amorphes Silicium und amorphes Germanium mit Wasserstoffeinbau bezeichnet man sie kurz als a Si H oder a Ge H Chalkogenidhalbleiter BearbeitenChalkogenidhalbleiter bilden aufgrund der Zweiwertigkeit der Chalkogenide Ketten und Ringe von Atomen die aneinander nur durch Van der Waals Krafte aneinander gebunden sind Das begunstigt sehr stark die Bildung amorpher Strukturen Ihr wichtigster Vertreter ist das Selen Die nicht an den Bindungen beteiligten Elektronen stellen die beweglichen Ladungstrager in den Chalkogenidhalbleitern 2 Literatur BearbeitenPeter W Heywang Amoprphe und polykristalline Halbleiter Springer Berlin Heidelberg New York Tokyo 1984 ISBN 3 540 12981 2 Peter Y Yu Manuel Cardona Fundamentals of Semiconductors Physics and Materials Properties Springer Berlin Heidelberg 1996 ISBN 3 540 61461 3 Einzelnachweise Bearbeiten Peter Y Yu Manuel Cardona Fundamentals of Semiconductors Springer Verlag Berlin Heidelberg 1996 ISBN 3 540 61461 3 S 550 ff W Heywang Amorphe und polykristalline Halbleiter Springer Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo 1984 ISBN 3 540 12981 2 S 38 ff Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Amorphe Halbleiter amp oldid 170704297