雜質對氧化物晶體中缺陷平衡的影響主要內容2-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體

中的缺陷平衡的影響1、高價摻雜2、低價摻雜2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響一、金屬過剩型或氧缺位型氧化物

1、高價摻雜2、低價摻雜二、金屬缺位型或氧過剩型氧化物1、高價摻雜2、低價摻雜2-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體中的缺陷平衡的影響42-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體中的缺陷平衡的影響2-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體中的缺陷平衡的影響62-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體中的缺陷平衡的影響2-3-1雜質對滿足化學計量比組成的氧化物晶體中的缺陷平衡的影響8課堂作業寫出對滿足化學計量比M2O3體系中分別進行高價、低價摻雜的缺陷反應。知識點2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響一、金屬過剩型或氧缺位型氧化物2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響摻雜濃度越高，電子濃度越大。2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響總結：隨著雜質濃度的增加，間隙離子濃度不斷下降，而金屬空位的濃度則不斷上升。考慮氧分壓的影響，如圖所示，可把氧分壓分為三個區域。在區1中，低氧分壓下，間隙離子濃度很高，若雜質濃度太小則不起作用。在區2中，中氧分壓下，外來的雜質為主要缺陷控制了整個缺陷濃度。在區3中，高氧分壓下，金屬空位濃度劇增并成為主要缺陷，發生晶體缺陷類型的轉變，即從M1+yO型轉變為M1-yO型。152-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響總結：隨著氧分壓和雜質濃度的增加，電子濃度不斷下降，空穴濃度則不斷提高。在足夠高的氧分壓下，有可能使半導體的導電類型由N型轉化為P型。2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響192-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響總結：隨著雜質濃度的增加，晶體中空穴濃度不斷下降，電子的濃度則不斷上升。在一定的氧分壓下，當雜質濃度足夠高時，有可能使半導體的導電類型由P型轉化為N型。2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響對于金屬空位M1-yO型氧化物：2、低價摻雜引入低價受主雜質，在一定條件下可能產生空穴缺陷補償，此時反應過程得氧，空穴濃度增加，準化學反應式為：（2-76a）（2-77a）同時，由于產生離子缺陷補償，產生如式（2-63）：二、金屬缺位型或氧過剩型氧化物可以復合間隙原子（2-77b）2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響事實上上述兩種情況兼而有之，將（2-76a）和（2-77b）兩式合并寫成：引入一價金屬氧化物雜質F2O后，晶體中的電中性條件為：（2-78a）

當摻雜濃度足夠高時，電中性方程化簡為：利用金屬空位缺陷方程及原子缺陷本征方程：（2-72a）（2-79a）（2-80a）2-3-2雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響根據質量作用定律:對于（2-72a）有：（2-72b）對于（2-80a）有：（2-80b）可求得：（2-81a）（2-82a）式中，K2為反應式（2-72a）的平衡常數；KF為反應式（2-80a）的平衡常數.總結：當引入低價金屬氧化物雜質F2O時，會使間隙金屬離子濃度上升，而金屬空位濃度下降。同樣在一定的氧分壓下，當雜質濃度足夠高時，將會引起晶體缺陷類型的轉變，即由金屬缺位型轉變為金屬間隙型。知識點1.要熟練掌握雜質對非化學計量比組成的晶體中的缺陷平衡的影響的推導，包括金屬間隙型氧化物M1+yO，和金屬缺位型氧化物M1-yO的高價和低價摻雜情況(四種情況)。2.對2-2和2-3節進行小結，充分了解不同類型缺陷濃度與PO2的關系及變化規律。3.寫出對偏離化學計量比M2O3體系中分別進行高價、低價摻雜的缺陷反應。知識點對M2O3體系中，分為M2+yO3和M2-yO3兩種情況：對于M2+yO3在高價摻雜(摻入FO2)時：對于M2+yO3在低價摻雜(摻入FO)時：（1）（2）（2‘）（1）+（2‘）：知識點對于M2-yO3在高價摻雜(摻入FO2)時：對于M2-yO3在低價摻雜(摻入FO)時：知識點對M2O3體系中，分為M2+yO3和M2-yO3兩種情況：對于M2+yO3在高價摻雜(摻入F2O5)時：對于