Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области физики твердого тела.



Научное открытие "Свойство одноэлектронных атомов в кристаллических полупроводниках быть глубокими донорами".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее свойство одноэлектронных атомов, внедренных в кристаллическую решетку полупроводника, быть глубокими донорами, проявляющееся в существенном уменьшении размеров области локализации принадлежащего им электрона по сравнению с аналогичной характеристикой для мелких водородоподобных донорных центров".
Авторы: Е. В. Минайчев, Г. Г. Мясищева, Ю. В. Обухов, Г. И. Савельев, В. Г. Фирсов, Д. Г. Андрианов, В.И. Фистуль, В. С. Роганов.
Номер и дата приоритета: № 259 от 12 декабря 1969 г.


Описание открытия.
Долгое время вопрос о поведении водорода в полупроводниках оставался открытым. Это связано с тем, что поведение водорода в этом случае не удается исследовать с помощью стандартных методов, обычно используемых в физике твердого тела. Однако данный вопрос весьма важен как с научной, так и с практической точки зрения, поскольку водород широко используется на различных стадиях получения полупроводниковых материалов и, безусловно, в заметных количествах может попадать в кристалл.

Авторам открытия удалось решить вопрос о поведении одноэлектронных атомов в полупроводниках благодаря использованию ядерно-физических методов и специфическим свойствам элементарных частиц — р,+-мезонов, которые, попав в некоторую физическую среду, способны захватить электрон на внешнюю орбиту. При этом образуется одноэлектронный атом, так называемый мюоний, который по своим физическим характеристикам и химической активности аналогичен атому водорода. В качестве материала для проведения экспериментов по ряду физических соображений был выбран полупроводниковый материал — кремний.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что радиус орбиты электрона в мюоний, внедренном в кремний, хотя и несколько превышает аналогичную характеристику для мюония в вакууме, однако оказывается примерно в 25 раз меньше радиуса орбиты электрона для известных водородоподобных мелких примесных атомов. Это означает, что примесные центры, создаваемые одноэлектроннымп атомами в кремнии, и в частности водородом, как это ни звучит парадоксально, не являются водородоподобными. Они оказываются глубокими донорами, то есть примесными центрами с большой энергией связи электрона. Позднее в ряде исследований, выполненных в СССР и за рубежом, открытие было подтверждено и для других полупроводниковых материалов.

Значение открытия состоит в том, что установлена форма существования одноэлектронных атомов в кристаллической решетке полупроводников и объяснено, почему атомы водорода не влияют на электрические свойства полупроводников. В результате созданы предпосылки для дальнейшего развития теоретических представлений о примесных центрах в полупроводниках.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz