Hinterlassen Donatoratome Löcher?

Ich las einen Text über n-Typ-Doping und da stand:

„Solche Verunreinigungen werden Donatoren genannt, weil sie Elektronen abgeben. Beachten Sie, dass in diesem Fall kein Loch in Verbindung mit der Erzeugung eines Leitungselektrons erzeugt wird.'

Ich bin mir nicht sicher, wie sie kein Loch hinterlassen? Ein Phosphoratom würde sich mit dem Silikon verbinden und ein Elektron übrig lassen, wenn sie dieses Elektron an das Leitungsband abgeben, würden sie ionisiert werden, dann hätten sie eine positive Ladung, würde dies nicht weitere Elektronen anziehen? Ist es nicht ein Loch?

Oder befinden sich die Löcher auf der Geberebene und nicht im Valenzband, sodass p nicht beeinflusst wird?
Die positive Ladung auf dem Donoratom ist nicht mobil und ist kein Teil der Bandstruktur, da es sich um einen lokalisierten Zustand handelt. Also nein, es ist kein Loch.

Antworten (3)

Das Phosphoratom hat 5 Valenzelektronen. Wenn es in einen Gitterplatz des Siliziumkristalls eingebracht wird, bindet es mit vier Elektronen in kovalenten Bindungspaaren an die benachbarten Si-Atome, wodurch ein Elektron nicht in einer kovalenten Bindung verbleibt. Bei Raumtemperatur kann dieses Elektron (Ladung -e) das Phosphoratom leicht verlassen und das unbewegliche positiv geladene (+e) Atom im Gitter zurücklassen. Bei niedrigen Temperaturen kann das positiv geladene P-Zentrum ein Elektron aus dem Leitungsband einfangen, so dass es wie bei einem Wasserstoffatom an das Zentrum gebunden wird. Der Phosphor wird als Donator bezeichnet, weil er ein Elektron an das Leitungsband abgibt. Bei diesem Vorgang entsteht kein Loch im Valenzband.

Ja, das Phosphoratom würde sich positiv aufladen, wenn es aufgrund der Umgebungstemperatur ionisiert wird und sein Elektron wegwandert, aber das ist nicht das, was mit einem "Loch" gemeint ist. Ein "Loch" ist nicht einfach ein positiv geladenes Objekt im Gitter. Man muss sich über ein klassisches Bild hinausbewegen und in Begriffen der Quantenmechanik und der elektronischen Bandtheorie denken, wo das Konzept der "Löcher" wirklich auftaucht. "Holes" sind leere Zustände in fast gefüllten elektronischen Bands. Aufgrund ihres Verhaltens unter elektrischen Feldern können diese leeren Zustände äquivalent als bewegliche, positiv geladene Quasi-Teilchen (dh "Löcher") mit Eigenschaften angesehen werden, die durch die elektronischen Bänder diktiert werden. Ihr Phosphorion ist etwas ganz anderes. Es stimmt, es ist positiv geladen, aber es bewegt sich nicht nach der elektronischen Bandstruktur des Materials und ist überhaupt nicht beweglich. Es ist einfach eine statische, unbewegliche Einheit im kristallinen Gitter.

Fazit: „Löcher“ sind bewegliche , positiv geladene Quasiteilchen, deren Verhalten durch die elektronische Bandstruktur des Materials bestimmt wird.

Es ist keine Antwort, sondern ein Kommentar. Phosphoratome haben 5 Elektronen in der Valenzschale, und wenn Sie dieses Atom in ein Siliziumgitter mit 4 Elektronen in der Valenzschale stecken, erzeugen Sie ein zusätzliches Elektron. Ich denke, dass alles von kovalenten Bindungen abhängt, da 4 Elektronen paarweise mit benachbarten Siliziumelektronen sind und das fünfte Elektron leicht (benötigt eine geringe Energiemenge - Raumtemperatur genug) in das Leitungsband gelangen kann. Und es wird kein Loch in kovalenten Bindungen geben. So stelle ich mir das vor. Aber Ihre Frage ist sehr interessant und ich werde auf eine Antwort warten.

Hinterlassen Donatoratome Löcher?
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