НЕУПОРЯДОЧЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Общее название класса конденсированных веществ, в структуре которых по какой-либо причине отсутствует дальний порядок. Примерами Н. с. являются жидкие полупроводники, сильно легированные ПП с хаотич. расположением примесей, аморфные полупроводники. 

Из-за отсутствия дальнего порядка движение электронов в твёрдых Н. с. не характеризуется значением квазиимпульса (см. Зонная теория) и понятие закона дисперсии для них теряет смысл. Представление об энергетич. зонной структуре сохраняет своё значение и для твёрдых ПП Н. с. Вид кривой плотности состояний в таких Н. с. не сильно отличается от вида этой кривой в соответствующем идеальном кристалле, что связано с наличием ближнего порядка. Осн. отличия состоят в том, что границы зон размываются, а в области энергий, соответствующей запрещённой зоне идеального кристалла, появляются хвосты плотности состояний. Соответствующие этим энергиям состояния связаны с дефектами решётки и с нерегулярностями в распоряжении примесей.

Волновые ф-ции электронов в Н. с. существенно отличны от волновых ф-ций в кристалле. В Н. с. можно выделить два принципиально разл. типа электронных волновых ф-ций - делокализованные и локализованные. Первые отвечают конечной вероятности найти эл-н в любой области кристалла. Находясь в делокализованном состоянии (ДС), электроны обладают ненулевой подвижностью и могут принять участие в переносе заряда. Находясь же в локализованном состоянии (ЛС), эл-н связан в конечной области пространства. Принадлежность состояния тому или иному типу зависит от его энергии. ЛС обычно соответствуют значениям энергии, лежащим вблизи краёв зон и в хвостах плотности состояний, ДС - значениям энергии, лежащим ближе к центрам зон. Значения энергии, при которых происходит переход от одного типа состояний к другому, наз. порогами подвижности. В низкоразмерных (одно- и двухмерных) Н. с. и сильно разупорядоченных системах состояния электронов локализованы при всех энергиях.

Наличие двух типов состояний приводит к тому, что характер проводимости сильно зависит от положения Ферми уровня системы. Если уровень Ферми лежит в зоне проводимости и попадает в область ДС, то имеет место обычная металлич. проводимость; если он оказывается в области ЛС, то при температуре Т=0 проводимость равна нулю, а при достаточно низких температурах Т появляется прыжковая проводимость, связанная с термически активизир. перескоками электронов между близкими по энергии и не слишком удалёнными друг от друга в пространстве локализованными состояниями. Это приводит для проводимости к закону. При высоких температурах возможен термич. заброс электронов в область ДС, так что зависимость а от температуры оказывается весьма сложной.

ПП Н. с. (в основном аморфные и сильно легированные) используются в электронных переключающих элементах, ПП лазерах, солнечных батареях, в качестве материалов для ксерографии, составляют основу бессеребряных фотослоев и т. д.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.