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Die Halbleitereigenschften des Bors

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Festkörperprobleme 10

Part of the book series: Advances in Solid State Physics ((ASSP,volume 10))

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit beschränkt sich fast ausschließlich auf β-rhomboedrisches Bor, da nur vereinzelte Untersuchungen der anderen Modifikationen vorliegen.

Die Halbleitereigenschaften des β-rhomboedrischen Bors sind hauptsächlich bestimmt durch Haftniveaus großer Zustandsdichte für Elektronen und Löcher. Indirekte Übergänge führen aus dem Valenzbach ins Leitungsband; optische Übergänge ins Elektronenhaftniveau sind verboten, jedoch wird dieses bei hohen Temperaturen thermisch besetzt. Optische, photoelektrische und elektrische Meßverfahren liefern übereinstimmende Energiewerte für die Abstände der Bänder und Niveaus.

Die Aktivierungsenergie des Elektronenhaftniveaus ist im Vergleich zur Aktivierungsenergie des Löcherhaftniveaus so groß daß die Elektronen bis zu sehr hohen Temperaturen nicht merklich zum Ladungstransport beitragen. Bei tieferen Temperaturen stellen hopping-Prozesse innerhalb des Löcherhaftniveaus den vorherrschenden Leitungsmechanismus dar; bei höheren Temperaturen überwiegt die Leitung im Valenzband. Durch die hohe Haftstellendichte haben die Löcher jedoch auch bei hohen Temperaturen nur eine kurze Lebensdauer im Band, ehe sie erneut eingefangen werden. Ihre geringe Beweglichkeit ist also nicht durch eine extrem große effektive Masse sondern durch diese Einfangprozesse bestimmt und läßt sich durch eine Aktivierungsenergie beschreiben, die dem Abstand des Haftnieveaus vom Valenzband entspricht.

Die Konzentration der Störstellen in sehr reinem Bor liegt um etwa zwei Größenordnungen höher als die Zahl der Fremdatome. Bis Jetzt kann nicht entschieden werden, ob die Haftniveaus Bestandteile der elektronischen Bandstruktur des ß-rhomboedrischen Bors sind oder durch Gitterstörungen hervorgerufen werden; der Einfluß von Gitterdefekten auf den Leitungsmechanusms ist jedoch nachgewiesen.

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  1. II. Physikalisches Institut der Universität zu Köln, Köln, Deutschland

    H. Werheit

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  1. H. Werheit
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O. Madelung

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Werheit, H. (1970). Die Halbleitereigenschften des Bors. In: Madelung, O. (eds) Festkörperprobleme 10. Advances in Solid State Physics, vol 10. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/BFb0108435

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