粒子與固體相互作用

1、阻止截面LSS理論：在入射離子能量很低的情況下，核能量損失也比電子能量損失小得多。一般情況下，中能和高能輕離子入射，只考慮電子阻止能力。核碰撞在靶中產(chǎn)生不同的效應(yīng)，如輻射損失問(wèn)題，需要集中討論核阻止截面。入射離子為重離子，速度較低時(shí)，能量可以從入射粒子通過(guò)兩原子核屏蔽電荷之間的靜電相互作用傳給靶原子核。濺射固體表面受到離子轟擊時(shí)，發(fā)生復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)移，從而發(fā)射各種粒子，如原子、分子、電子和光子，若發(fā)射的是電子則為二次電子發(fā)射；若發(fā)射的是較重粒子或原子團(tuán)，則為濺射。一個(gè)入射離子同固體表面層原子碰撞，把能量轉(zhuǎn)移給原子核，如果轉(zhuǎn)移的能量大于原子處在晶格位置的束縛能，就產(chǎn)生反沖原子。初反沖原子再同其他靶

2、原子碰撞，并通過(guò)級(jí)聯(lián)碰撞把能量配給它們。如果轉(zhuǎn)移給表面一個(gè)原子的能量使其反沖速度的方向有垂直于表面的分量，并大于表面束縛能，則這個(gè)表面原子被濺射出來(lái)，常用升華熱近似表示它，而升華熱比產(chǎn)生穩(wěn)定位錯(cuò)（固體內(nèi)部的輻射損失）所需的位移能量小。輻射損失效應(yīng)主要是中子、電子或高能輕離子輻照固體引起的，這時(shí)能量轉(zhuǎn)移給靶原子截面小而粒子在固體中的射程大。表面區(qū)域的碰撞級(jí)聯(lián)稀少，濺射產(chǎn)額低。from - 粒子與固體相互作用熱釋光熱釋光:英文Thermoluminescence；簡(jiǎn)稱(chēng)TL 有時(shí)也被譯作熱致光、熱發(fā)光，是一種冷發(fā)光現(xiàn)象：一些晶體（例如礦物質(zhì)）在被加熱時(shí)，原來(lái)吸收并儲(chǔ)存在晶格缺陷中的電磁輻射或其他電離

3、輻射會(huì)以光子的形式釋放出來(lái)。該現(xiàn)象不可與黑體輻射（也可稱(chēng)為熱發(fā)光）混淆。常見(jiàn)應(yīng)用有熱釋光測(cè)年法。簡(jiǎn)介是指深陷阱中的電子由于熱激活而釋放到導(dǎo)帶，從而發(fā)生復(fù)合發(fā)光的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是一次性的，也就是固體在受輻射作用后，只有第一次被加熱時(shí)才會(huì)有光被釋放出來(lái)。在以后的加熱過(guò)程中，除非重新再接受輻射作用，否則將不會(huì)有發(fā)光現(xiàn)象。詳細(xì)內(nèi)容物理機(jī)制 晶體接受高能輻射之后，產(chǎn)生電子激子激發(fā)態(tài)。在一些材料中，這種激發(fā)態(tài)被缺陷俘獲或禁錮（trapped or arrested）在晶格中而未得到釋放，但這些能級(jí)并不穩(wěn)定。當(dāng)加熱晶體時(shí)，被俘獲的激發(fā)態(tài)重新與晶體聲子作用，回到低能級(jí)，從而輻射光子。這種輻射機(jī)制與黑體輻射機(jī)制

4、不一樣。自然環(huán)境中存在天然放射性元素，所以處于自然環(huán)境中的晶體（缺陷晶體）一般都接受天然輻射作用而存在釋光現(xiàn)象。發(fā)展20 世紀(jì)50 年代，美國(guó)W isconsin大學(xué)的Daniels將材料的熱釋光特性用于輻射劑量的測(cè)量。 最初使用的氟化鋰熱釋光材料具有很高的靈敏度,但是其熱釋光性能不穩(wěn)定。 后來(lái)，研究人員相繼開(kāi)發(fā)了具有更優(yōu)異熱釋光性能的L iF：Mg，Ti 和LiF：Mg， Cu， P ，目前氟化鋰系列材料仍是熱釋光劑量學(xué)上應(yīng)用最廣泛的材料。應(yīng)用新型材料隨著科研和生活的需要,對(duì)熱釋光劑量學(xué)材料的要求(如較寬的線(xiàn)性劑量響應(yīng)范圍、高靈敏度、重復(fù)使用性好等)逐漸提高，研究人員又開(kāi)發(fā)了CaSO4：Mn

5、， CaF2 ：Mn，Li2B4O7 ：Cu，MgSiO4 等新型熱釋光材料。陶瓷斷代對(duì)于陶瓷來(lái)講，其中含有大量的礦物晶體，如石英、長(zhǎng)石和方解石等，這些晶體長(zhǎng)期受到核輻射（如、和）的作用，積累了相當(dāng)?shù)哪芰浚虼巳舭烟沾杉訜?，將可觀察熱釋光現(xiàn)象，熱釋光的強(qiáng)度與它所接受的核輻照的多少成正比。由于陶瓷所受的核輻射是來(lái)自于自然環(huán)境和陶瓷本身所含的微少的放射性雜質(zhì)（如鈾、釷和鉀40等）。其放射性劑量相對(duì)恒定，因此熱釋光的強(qiáng)度便和受輻時(shí)間的長(zhǎng)短成正比。在陶瓷的燒制過(guò)程中原始的熱釋光能量都會(huì)因高溫而全部釋放掉，就象是把TL時(shí)鐘重新拔至零點(diǎn)。此后陶瓷重新積累TL信號(hào)，所以最后所測(cè)量得到的TL信號(hào)，是與陶瓷的燒

6、制年代成正比，這就是熱釋光斷代的基本原理。聲子用來(lái)描述晶格的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，量子化的彈性波最小單位，并不是一個(gè)真正的粒子，聲子可以產(chǎn)生和消滅，屬于玻色子，服從玻色子愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)。聲子是一種非真實(shí)的準(zhǔn)粒子，描述晶體原子熱振動(dòng)晶格振動(dòng)規(guī)律的一種能量量子，能量等于q，當(dāng)晶體中的載流子運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)遭受到熱振動(dòng)原子的散射（靜止原子并不散射載流子），它們交換能量將以q為單元進(jìn)行，若電子從晶格振動(dòng)獲得q能量，就稱(chēng)為吸收一個(gè)聲子；若電子交給晶格q能量，稱(chēng)為發(fā)射一個(gè)聲子。系統(tǒng)中聲子的數(shù)目與溫度有關(guān)：因?yàn)闇囟仍礁?，晶格振?dòng)越劇烈，能量量子數(shù)目就越多，即聲子數(shù)也就越多。因此隨著溫度上升，聲子散射載流子的作用也就越顯著。弛豫

7、原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡列狀態(tài)的過(guò)程叫弛豫過(guò)程。（from youdao）紫外線(xiàn)波長(zhǎng)10-400nm布拉格峰是指能量峰，重離子束進(jìn)入身體后不會(huì)馬上大量釋放能量，只有在重離子停下來(lái)的位置才會(huì)釋放其大部分能量，形成一個(gè)尖銳的能量峰-布拉格峰色心color center透明晶體中由點(diǎn)缺陷、點(diǎn)缺陷對(duì)或點(diǎn)缺陷群捕獲電子或空穴而構(gòu)成的一種缺陷。它的存在引起附加的光吸收帶，使晶體著色。這種吸收光波的基本單位，稱(chēng)為色心。但點(diǎn)缺陷本身并非色心，只有當(dāng)點(diǎn)缺陷締合一個(gè)自由電子或一個(gè)自由空穴時(shí)，才是一個(gè)吸收光的基本單位。如堿鹵化合物晶體對(duì)可見(jiàn)光是透明的，且具有正負(fù)離子兩個(gè)子晶格，兩者都可出現(xiàn)空位和空位復(fù)合物，它們

8、俘獲電子或空穴而構(gòu)成新缺陷，引起附加光吸收使晶體著色，這種新缺陷即為色心。晶體的主要特征是其中原子或分子的規(guī)則排列，實(shí)際晶體中原子的排列綜上或多或少偏離嚴(yán)格的周期性。晶體中的原子作微振動(dòng)時(shí)破壞了周期性，因而晶體中傳播的電子波或光電波會(huì)受到散射，晶體的電學(xué)性質(zhì)或光學(xué)性質(zhì)隨即發(fā)生變化。在熱起伏過(guò)程中，晶體的某些原子振動(dòng)劇烈，脫離格點(diǎn)跑到表面，在內(nèi)部留下了空格點(diǎn)，即空位；脫離格點(diǎn)的原子進(jìn)入晶格的間隙位置，形成填隙原子。外來(lái)的原子（雜質(zhì)）進(jìn)入晶體后，可以處在間隙位置上，成為填隙式的雜質(zhì)，也可以占據(jù)空位而形成替位式原子。在一個(gè)或幾個(gè)晶格常數(shù)的線(xiàn)度范圍內(nèi)引起晶格周期性的破壞，統(tǒng)稱(chēng)為晶體中的點(diǎn)缺陷。微觀的點(diǎn)

9、缺陷會(huì)在晶體中吸收光波，使得晶體呈現(xiàn)各種各樣的顏色，這些顏色中心成為色心。點(diǎn)缺陷影響晶體的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等方面的性質(zhì)。堿鹵化物如果沒(méi)有色心，在紫外到紅外的區(qū)段是完全透明的。色心的出現(xiàn)可以使晶體著色。通過(guò)以下方式使晶體著色：1.摻入化學(xué)雜質(zhì)，在晶體中形成吸收中心；引入過(guò)量金屬離子，形成負(fù)離子空位，正電性的負(fù)離子空位束縛住從金屬原子電離的電子，形成可見(jiàn)光的吸收中心；2. X射線(xiàn)、gamma射線(xiàn)、中子或電子轟擊晶體形成損傷，使晶體產(chǎn)生點(diǎn)缺陷，可以束縛電子或空穴形成可見(jiàn)光的吸收中心3. 電解過(guò)程。F色心自由電子陷落在陰離子空位中形成的一種缺陷稱(chēng)為F色心，由于陷落的電子可以吸收一定波長(zhǎng)的光而得名

10、。F：一個(gè)氧空位捕獲兩個(gè)電子F+：一個(gè)氧空位捕獲一個(gè)電子；靶濺射：濺射指金表面原子從靶中脫離的現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)級(jí)聯(lián)反沖給靶原子一個(gè)大于其表面結(jié)合能的能量時(shí)，原子可能會(huì)被濺射。實(shí)際發(fā)生濺射時(shí)，原子穿過(guò)表面時(shí)它垂直于表面方向的動(dòng)能必須大于表面結(jié)合能。表面濺射以濺射率描述，定義為每個(gè)入射離子所能濺射出的平均靶原子數(shù)。濺射率=濺射出的原子數(shù)/入射離子數(shù)表面結(jié)合能的值可能隨著輻照而變化。因?yàn)闉R射使得靶變得粗糙并伴有損傷，而較為粗糙的靶會(huì)有較小的表面結(jié)合能。當(dāng)靶變粗糙時(shí)，由于每個(gè)表面原子電子束縛減弱，濺射率上升。靶損失過(guò)程中不同的部分定義如下：位錯(cuò)：一個(gè)載能入射粒子將一個(gè)晶格原子撞擊出它初始位置的過(guò)程空位：一

11、個(gè)空的晶格位置（沒(méi)有原子）。一開(kāi)始所有的晶格位置都被占據(jù)，然后位錯(cuò)過(guò)程產(chǎn)生了空位。填隙原子：晶體中的原子被撞擊出原有的位置并停留在固體中。當(dāng)入射到固體中的離子停留在固體中時(shí)，也被視為填隙原子。碰撞復(fù)位：填充了空位的和初始原子相同的新原子。唯一可以讓空位可以被復(fù)合的機(jī)制。位錯(cuò)能：將一個(gè)靶原子從晶格中的位置撞擊出足夠遠(yuǎn)的距離使其無(wú)法迅速回位所需的最小能量。這個(gè)最小能量產(chǎn)生一個(gè)弗倫克爾對(duì)，即一個(gè)空位和一個(gè)臨近的填隙原子，這是離子產(chǎn)生損失中最基本的一種類(lèi)型。晶格束縛：將一個(gè)原子從晶格中移除出來(lái)所需的最小能量?？朔娮邮`并將原子從晶格中移位出來(lái)是需要能量的，因而這部分被轉(zhuǎn)移到反沖原子中的能量被丟失了。

12、晶格結(jié)合能必然小于錯(cuò)位能。表面束縛能：靶表面的原子在靠近表面一端未被束縛，因而將其從晶格位置中移除出來(lái)所需的能量相比在固體內(nèi)部被其他原子包圍時(shí)要小。一個(gè)表面原子具有更少的電子束縛需要被打破。濺射對(duì)表面束縛能比較敏感。復(fù)位碰撞：如果入射原子與它撞擊的原子是相同的元素，那么入射粒子可能會(huì)將其能力轉(zhuǎn)移給靶原子，將它撞擊出晶格位置，而入射原子將會(huì)占據(jù)靶原子在晶格中的位置，成為復(fù)位碰撞。錯(cuò)位=空位+復(fù)位碰撞空位+復(fù)位原子=填隙原子+（離開(kāi)靶空間的原子）電導(dǎo)率介質(zhì)中該量與電場(chǎng)強(qiáng)度之積等于傳導(dǎo)電流密度，也成為導(dǎo)電率。用來(lái)描述物質(zhì)中電荷流動(dòng)難易程度的參數(shù)，電阻與電導(dǎo)率的關(guān)系，G=1/R。藍(lán)移最大吸收波長(zhǎng)向短波

13、長(zhǎng)方向移動(dòng)，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室在硒化鎘中發(fā)現(xiàn)隨著離子尺寸減小光顏色從紅變成綠進(jìn)而藍(lán)，把這種發(fā)光帶顏色從紅變綠進(jìn)而藍(lán)或吸收由長(zhǎng)波移向短波長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為藍(lán)移。拉曼散射一定頻率的激光照射到樣品表面時(shí)，物質(zhì)中的分子吸收了部分能量，發(fā)生不同方式和程度的振動(dòng)（原子或化學(xué)鍵的擺動(dòng)和扭動(dòng)），然后色散出較低頻率的光。頻率的變化決定于散射物質(zhì)的特性，不同原子團(tuán)振動(dòng)方式是唯一的，因此可產(chǎn)生特定頻率的散射光，其光譜稱(chēng)為“指紋光譜”。拉曼光譜是入射光和分子相碰撞時(shí)，分子的振動(dòng)能量和轉(zhuǎn)動(dòng)能量和光子能量疊加的效果。利用拉曼光譜可以把處于紅外區(qū)的分子能譜轉(zhuǎn)移到可見(jiàn)光區(qū)來(lái)觀測(cè)。直接帶隙半導(dǎo)體導(dǎo)帶邊和價(jià)帶邊處于k空間相同點(diǎn)的半導(dǎo)體通常

14、稱(chēng)為直接帶隙半導(dǎo)體，如GaAs, InP, InSb等。性質(zhì)當(dāng)價(jià)帶電子往導(dǎo)帶躍遷時(shí)，電子波矢不變，在能帶圖上即是豎直躍遷，意味著電子躍遷過(guò)程中，動(dòng)量可保持不變，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒。如果導(dǎo)帶電子下落到價(jià)帶（電子與空穴復(fù)合）時(shí)，也可保持動(dòng)量不變-直接復(fù)合，不需要聲子來(lái)接受或提供動(dòng)量。因此，直接帶隙半導(dǎo)體中載流子的壽命比將很短。直接復(fù)合可以把能量幾乎全部以光的形式放出（沒(méi)有聲子參與，沒(méi)有把能量交給晶體原子）發(fā)光效率高（發(fā)光器件多采用直接帶隙半導(dǎo)體制作）。間接帶隙半導(dǎo)體導(dǎo)帶邊和價(jià)帶邊處于k空間不同點(diǎn)的半導(dǎo)體通常稱(chēng)為間接帶隙半導(dǎo)體，形成半滿(mǎn)能帶不只需要吸收能量，還要改變動(dòng)量。如Ge, Si等。性質(zhì)直接帶隙半導(dǎo)

15、體中電子在躍遷時(shí)k值發(fā)生變化，電子躍遷前后會(huì)極大的幾率將能量釋放給晶格，轉(zhuǎn)化為聲子，變成熱能釋放。另外，間接型躍遷，導(dǎo)帶的電子需要?jiǎng)恿颗c價(jià)帶空穴復(fù)合，因此難以產(chǎn)生基于再結(jié)合的發(fā)光。想讓間接帶隙材料發(fā)光，可以采用摻雜引入發(fā)光體，將能量引入發(fā)光體使其發(fā)光。半導(dǎo)體的發(fā)展第一代Si材料，進(jìn)入微電子領(lǐng)域，但帶隙較窄，電子遷移率和擊穿電場(chǎng)低，在光電子和高頻高功率器件受到限制。第二代GaAs，進(jìn)入光電子領(lǐng)域第三代，GzN材料p型摻雜，SiC和ZnO等寬禁帶材料，具有強(qiáng)度大，耐高溫，耐缺陷，不易退化等優(yōu)點(diǎn)。激子在半導(dǎo)體中，如果一個(gè)電子從滿(mǎn)的價(jià)帶激發(fā)到空的導(dǎo)帶上去，則在價(jià)帶內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)空穴，而在導(dǎo)帶內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)電子

16、，從而形成一個(gè)電子-空穴對(duì)?？昭◣д姡娮訋ж?fù)電，它們之間的庫(kù)侖吸引互作用在一定的條件下會(huì)使它們?cè)诳臻g上束縛在一起，這樣形成的復(fù)合體稱(chēng)為激子。在光躍遷過(guò)程中，被激發(fā)到導(dǎo)帶中的電子和在價(jià)帶中的空穴由于庫(kù)侖相互作用，將形成一個(gè)束縛態(tài)，稱(chēng)為激子。通常可分為萬(wàn)尼爾（Wannier）激子和弗倫克爾（Frenkel）激子，前者電子和空穴分布在較大的空間范圍，庫(kù)侖束縛較弱，電子“感受”到的是平均晶格勢(shì)與空穴的庫(kù)侖靜電勢(shì)，這種激子主要是半導(dǎo)體中；后者電子和空穴束縛在體元胞范圍內(nèi)，庫(kù)侖作用較強(qiáng)，這種激子主要是在絕緣體中。激子對(duì)描述半導(dǎo)體的光學(xué)特性有重要意義自由激子束縛在雜質(zhì)上形成束縛激子。激子束縛能大，說(shuō)明自

17、由激子容易和雜質(zhì)結(jié)合形成發(fā)光中心。激子效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體中的光吸收、發(fā)光、激射和光學(xué)非線(xiàn)性作用等物理過(guò)程具有重要影響，并在半導(dǎo)體光電子器件的研究和開(kāi)發(fā)中得到了重要的應(yīng)用.與半導(dǎo)體體材料相比，在量子化的低維電子結(jié)構(gòu)中，激子的束縛能要大得多，激子效應(yīng)增強(qiáng)，而且在較高溫度或在電場(chǎng)作用下更穩(wěn)定。在半導(dǎo)體吸收光譜中，本征的帶間吸收過(guò)程是指半導(dǎo)體吸收一個(gè)光子后，在導(dǎo)帶和價(jià)帶同時(shí)產(chǎn)生一對(duì)自由的電子和空穴.但實(shí)際上除了在吸收帶邊以上產(chǎn)生連續(xù)譜吸收區(qū)以外，還可以觀測(cè)到存在著分立的吸收譜線(xiàn)，這些譜線(xiàn)是由激子吸收引起的，其能譜結(jié)構(gòu)與氫原子的吸收譜線(xiàn)非常類(lèi)似.激子譜線(xiàn)的產(chǎn)生是由于當(dāng)固體吸收光子時(shí)，電子雖已從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，

18、但仍因庫(kù)侖作用而和價(jià)帶中留下的空穴聯(lián)系在一起，形成了激子態(tài).自由激子作為一個(gè)整體可以在半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng).這種因靜電庫(kù)侖作用而束縛在一起的電子空穴對(duì)是一種電中性的、非導(dǎo)電性的電子激發(fā)態(tài).與氫原子一樣，激子也具有相應(yīng)的基態(tài)和激發(fā)態(tài)，但其能量狀態(tài)與固體中的介電效應(yīng)和電子空穴的有效質(zhì)量有關(guān).實(shí)際上，固體中的激子態(tài)可用類(lèi)氫模型加以描述，并按此模型很好地估算出激子在帶邊下分立能級(jí)的能態(tài)和電離能?？偟膩?lái)說(shuō)，寬禁帶的半導(dǎo)體材料，激子束縛能較大，而激子玻爾半徑則比較小.而禁帶較窄的材料，其激子電離能較小，激子玻爾半徑則較大。激子效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體中的物理過(guò)程和光學(xué)性質(zhì)具有重要的影響.激子的吸收和復(fù)合直接影響半導(dǎo)體的光吸收

19、和發(fā)光，而且，作為固體中的一種元激發(fā)，其狀態(tài)與母體材料的電子能帶性質(zhì)和外場(chǎng)的作用緊密相關(guān).此外，自由激子在半導(dǎo)體中可以受到雜質(zhì)或缺陷中心在空間上的束縛，形成所謂的束縛激子。其吸收譜線(xiàn)能量位置略低于自由激子的吸收譜線(xiàn).激子在電中性缺陷上的束縛過(guò)程大致可分為兩種，它可以是一個(gè)自由激子整體地受到缺陷中心的束縛，也可以是一個(gè)電荷（電子或空穴）首先被缺陷的近程勢(shì)所束縛，使缺陷中心帶上電荷,然后再通過(guò)庫(kù)侖互作用（遠(yuǎn)程勢(shì)）束縛一個(gè)電荷相反的空穴或電子，形成束縛激子.束縛激子在半導(dǎo)體發(fā)光中有非常重要的地位.在間接帶半導(dǎo)體材料中，由于動(dòng)量選擇定則的限制，材料的發(fā)光通常是很弱的，但如果存在束縛激子，其波函數(shù)在空間

20、上是局域化的，因而發(fā)光躍遷的動(dòng)量選擇定則大大放松，無(wú)須聲子參與就可能具有很大的發(fā)光躍遷幾率.這樣，間接帶材料的發(fā)光效率將大大增強(qiáng)。例如，在間接帶-族半導(dǎo)體材料磷化鎵（GaP）中，通過(guò)摻入族氮原子（或同時(shí)摻入能形成施主受主對(duì)的鋅和氧），發(fā)光就可大大增強(qiáng)，其原因就是因?yàn)榈诰Ц裰写媪孜?，是一種電中性的替位式等電子雜質(zhì).這種雜質(zhì)中心由于其電負(fù)性與主晶格原子不同，原子尺寸不同等原因，在晶格中會(huì)產(chǎn)生作用距離較短的近程勢(shì)，并使激子束縛在其位置附近形成束縛激子.實(shí)驗(yàn)上，在摻氮的GaP中已觀測(cè)到單個(gè)氮原子以及成對(duì)氮原子所引起的很強(qiáng)的束縛激子發(fā)光，這類(lèi)摻雜方法已成為制造GaP和GaAsP等可見(jiàn)光發(fā)光二極管的基

21、本工藝。激子是由庫(kù)侖作用結(jié)合在一起的電子空穴對(duì)，其穩(wěn)定性取決于溫度、電場(chǎng)、載流子濃度等因素.當(dāng)樣品溫度較高時(shí)，激子譜線(xiàn)由于聲子散射等原因而變寬.而當(dāng)kT(k是玻爾茲曼常數(shù)）值接近或大于激子電離能時(shí)，激子會(huì)因熱激發(fā)而發(fā)生分解.所以，在許多半導(dǎo)體材料中，只有低溫下才能觀測(cè)到清晰的激子發(fā)光，而當(dāng)溫度升高后，激子譜線(xiàn)會(huì)展寬，激子發(fā)光強(qiáng)度降低，以至發(fā)生淬滅.另外，在電場(chǎng)的作用下，電子和空穴分別向相反方向運(yùn)動(dòng)，因而當(dāng)半導(dǎo)體處于電場(chǎng)作用下時(shí)，激子效應(yīng)也將減弱,甚至由于電場(chǎng)離化而失效.而當(dāng)樣品中載流子濃度很大時(shí)，由于自由電荷對(duì)庫(kù)侖場(chǎng)的屏蔽作用，激子也可能分解.這些影響激子穩(wěn)定性的物理因素在光電器件應(yīng)用中，可以

22、作為對(duì)激子效應(yīng)和相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行可控調(diào)制的有效手段.但對(duì)發(fā)光和激光器件來(lái)說(shuō)，特別是對(duì)一些需要在室溫下大濃度注入條件工作的器件來(lái)說(shuō)，將產(chǎn)生一些不利的影響，使激子效應(yīng)的應(yīng)用受到限制.總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)激子束縛能較大時(shí)，激子相對(duì)比較穩(wěn)定.如在寬禁帶半導(dǎo)體材料（如-族化合物材料和氮化物）以及下面要更詳細(xì)討論的半導(dǎo)體量子阱等低維結(jié)構(gòu)中，激子束縛能一般比較大，即使在室溫下，激子束縛能也比kT大許多，吸收光譜中能看到明顯的激子吸收，激子效應(yīng)不易淬滅，甚至已實(shí)現(xiàn)了以激子復(fù)合效應(yīng)為主的激光器件。應(yīng)用在一些發(fā)光二極管和特殊發(fā)光器件的實(shí)際應(yīng)用中，激子發(fā)光是一種重要的發(fā)光機(jī)制，特別是在一些間接帶半導(dǎo)體材料和低維結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體

23、材料制成的發(fā)光二極管中，激子發(fā)光躍遷被證明往往起著關(guān)鍵性的作用.例如用氮化物材料可制成籃綠光和紫外光發(fā)光二極管.眾所周知，氮化物及其合金中一般缺陷濃度是很大的，但發(fā)光效率卻很高，原因是受到局域化的激子有很高的復(fù)合幾率，使得載流子在到達(dá)非輻射復(fù)合中心之前，就通過(guò)激子復(fù)合對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn).人們認(rèn)為，InGaN/GaN量子阱之所以發(fā)光效率很高，與InGaN中存在著組分分凝，甚至形成了量子點(diǎn)，激子發(fā)光得到加強(qiáng)有關(guān)。輻射復(fù)合根據(jù)能量守恒原則，電子和空穴復(fù)合時(shí)應(yīng)釋放一定的能量，如果能量以光子的形式放出，這種復(fù)合稱(chēng)為輻射復(fù)合（Radiative Recombination）。輻射復(fù)合可以是導(dǎo)帶電子與價(jià)帶的空穴

24、直接復(fù)合，這種復(fù)合又稱(chēng)為直接輻射復(fù)合，是輻射復(fù)合中的主要形式。此外輻射復(fù)合也可以通過(guò)復(fù)合中心進(jìn)行。在平衡態(tài)，載流子的產(chǎn)生率總與復(fù)合率相等。輻射復(fù)合（Radiative Recombination）是等離子體中電子與離子碰撞的主要復(fù)合過(guò)程之一，它是光電離的逆過(guò)程，對(duì)等離子中電離平衡的建立和維持以及等離子體的輻射輸運(yùn)都起著重要作用。輻射復(fù)合的具體過(guò)程為：一個(gè)離子將一個(gè)自由電子俘獲到某個(gè)殼層， 同時(shí)發(fā)射一個(gè)光子。發(fā)光過(guò)程中同時(shí)存在輻射復(fù)合和無(wú)輻射復(fù)合過(guò)程。主要包括：帶間復(fù)合/導(dǎo)帶底的 電子同價(jià)帶頂?shù)目昭ɑ蚱涓浇妮d流子復(fù)合，具有一定的寬度；雜質(zhì)能級(jí)與帶間的復(fù)合/淺施主價(jià)帶、導(dǎo)帶淺受主間的載流子復(fù)合產(chǎn)

25、生的輻射光為邊緣發(fā)射；雜質(zhì)能級(jí)間的復(fù)合/施主能級(jí)上的電子同受主能級(jí)上的空穴復(fù)合產(chǎn)生輻射復(fù)合，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)復(fù)合；激子復(fù)合；等電子陷阱復(fù)合/晶體中的某個(gè)原子被同一族的其他原子所替代，形成等電子雜質(zhì)；電負(fù)性和原子半徑不相同，產(chǎn)生一個(gè)勢(shì)場(chǎng)，可以俘獲電子或空穴。這種形成的陷阱稱(chēng)為等電子陷阱。等電子陷阱通過(guò)短程的勢(shì)場(chǎng)俘獲電子或空穴，形成等電子陷阱上的束縛機(jī)子，它們是局域化的，由測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，它們?cè)趧?dòng)量空間上的波函數(shù)相當(dāng)彌散，電子和空穴的波函數(shù)有大的交疊，因而能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直接躍遷，從而使輻射復(fù)合幾率顯著提高。非輻射復(fù)合以除光子輻射之外的其他方式釋放能量的復(fù)合稱(chēng)為非輻射復(fù)合。非輻射復(fù)合中主要有多聲子復(fù)合和俄歇復(fù)合。發(fā)射聲

26、子，即把能量傳遞給晶格振動(dòng)，稱(chēng)為多聲子復(fù)合。俄歇復(fù)合在半導(dǎo)體中，電子與空穴復(fù)合時(shí)，把能量或動(dòng)量，通過(guò)碰撞轉(zhuǎn)移給第三個(gè)粒子，第三個(gè)粒子躍遷到更高能態(tài)，并與晶格反復(fù)碰撞后失去能量。整個(gè)過(guò)程中國(guó)能量守恒，動(dòng)量也守恒。表面復(fù)合和界面態(tài)復(fù)合晶體表面的晶格中斷產(chǎn)生懸鏈能夠產(chǎn)生高濃度的深的或晶體表面的晶格中斷，產(chǎn)生懸鏈，能夠產(chǎn)生高濃度的深的或淺的能級(jí)，它們可以充當(dāng)復(fù)合中心。表面復(fù)合是通過(guò)表面的躍遷連續(xù)進(jìn)行的，不會(huì)產(chǎn)生光子，因而是非輻射復(fù)合。原子線(xiàn)由原子外層電子被激發(fā)到高能態(tài)后躍遷回基態(tài)或較低能態(tài)，所發(fā)射的譜線(xiàn)。點(diǎn)缺陷空位、間隙質(zhì)點(diǎn)、雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)涉及到大約一個(gè)原子大小范圍內(nèi)的晶格缺陷，包括晶格位置上缺失應(yīng)有的質(zhì)點(diǎn)

27、而造成的空位；由于額外的質(zhì)點(diǎn)充填晶格空隙而產(chǎn)生的填隙；由雜質(zhì)成分的質(zhì)點(diǎn)替代了晶格中固有成分質(zhì)點(diǎn)的位置而引起的替位等。空位沒(méi)有被占據(jù)的正常結(jié)點(diǎn)的位置發(fā)光中心發(fā)光體中被激發(fā)的電子躍遷回到基態(tài)（或與空穴復(fù)合）發(fā)射出光子的特定中心?？梢允墙M成基質(zhì)的離子、離子團(tuán)或摻入的雜質(zhì)。如果被激發(fā)的電子沒(méi)有離開(kāi)中心而回到基態(tài)產(chǎn)生發(fā)光，這類(lèi)中心叫分立發(fā)光中心；電子被激發(fā)后離化，與空穴通過(guò)特定中心復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光，這類(lèi)中心叫復(fù)合發(fā)光中心。發(fā)光中心是指半導(dǎo)體中雜質(zhì)或雜質(zhì)與缺陷形成的復(fù)合體，其中進(jìn)行輻射復(fù)合，產(chǎn)生特征發(fā)光，可能處于帶隙中靠近價(jià)帶的位置，也可能處于價(jià)帶以下芯能級(jí)位置。X射線(xiàn)熒光當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X

28、射線(xiàn)與原子發(fā)生碰撞時(shí)，驅(qū)逐一個(gè)內(nèi)層電子而出現(xiàn)一個(gè)空穴，使整個(gè)原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)原子壽命約為10-12-10-14s，然后自發(fā)地由能量高的狀態(tài)躍遷到能量低的狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為馳豫過(guò)程。馳豫過(guò)程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷。當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時(shí)，所釋放的能量隨即在原子內(nèi)部被吸收而逐出較外層的另一個(gè)次級(jí)光電子，此稱(chēng)為俄歇效應(yīng)，亦稱(chēng)次級(jí)光電效應(yīng)或無(wú)輻射效應(yīng)，所逐出的次級(jí)光電子稱(chēng)為俄歇電子。它的能量是特征的，與入射輻射的能量無(wú)關(guān)。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不在原子內(nèi)被吸收，而是以輻射形式放出，便產(chǎn)生X射線(xiàn)熒光，其能量等于兩能級(jí)之間的能量差。因此，X射線(xiàn)熒光的能量

29、或波長(zhǎng)是特征性的，與元素有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。全反射光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，當(dāng)從一種物質(zhì)射向另一物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面會(huì)產(chǎn)生折射和反射。折射光的角度隨入射光的角度變化而變化，當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過(guò)某一角度時(shí)，折射光消失，入射光全部被反射，即光的全反射。不同物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)光的折射角是不同的，不同物質(zhì)折射率不同，相同物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的折射角度也不同。激發(fā)光譜 excitation spectrum反映某物質(zhì)在不同波長(zhǎng)激發(fā)下的發(fā)光情況，縱坐標(biāo)越高，發(fā)光越強(qiáng)，能量也越高。橫坐標(biāo)的波長(zhǎng)是指激發(fā)光的波長(zhǎng)。計(jì)算效率時(shí)要算出整個(gè)發(fā)光光譜范圍內(nèi)的積分強(qiáng)度（激發(fā)光是單色的），所以每個(gè)激發(fā)峰對(duì)應(yīng)于一個(gè)激

30、發(fā)態(tài)的振動(dòng)能級(jí)，而這個(gè)激發(fā)峰的縱坐標(biāo)則反映了到達(dá)這個(gè)振動(dòng)能級(jí)的電子數(shù)目的多少，或者說(shuō)概率的大小。在分析發(fā)光機(jī)理時(shí)，有時(shí)可以監(jiān)視某一波段范圍內(nèi)的積分強(qiáng)度,或者單一波長(zhǎng)處的強(qiáng)度。以I表示發(fā)光強(qiáng)度，E表示激發(fā)光強(qiáng)度，是吸收系數(shù)，d是樣品厚度，則有(1)式中()是發(fā)光效率。如果樣品很厚，或者發(fā)光中心的濃度很高，吸收很強(qiáng),所有的激發(fā)光都被樣品吸收了,則近似地得到 ()=I/E()。(2)如果吸收很弱，則可近似為 ()=I/【2.3E()()d】。吸收光譜反映一個(gè)物質(zhì)對(duì)光的吸收能力，表征物質(zhì)對(duì)哪些頻率的光具有較強(qiáng)的吸收作用。橫坐標(biāo)是發(fā)光光源的連續(xù)波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)是吸收的強(qiáng)度，與發(fā)光光譜相互對(duì)應(yīng)。吸收光譜是溫度

31、很高的光源發(fā)出來(lái)的白光，通過(guò)溫度較低的蒸汽或氣體后產(chǎn)生的，如讓高溫光源發(fā)出的白光，通過(guò)溫度較低的鈉的蒸汽就能生成鈉的吸收光譜。大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每一種元素的吸收光譜里暗線(xiàn)的位置跟明線(xiàn)位置相互重合，即每種元素所發(fā)射的光的頻率跟吸收的光頻率是相同的。發(fā)射光譜反映一個(gè)物質(zhì)的發(fā)光能力，表征物質(zhì)在哪些頻率具有較強(qiáng)的發(fā)光特性。橫坐標(biāo)是連續(xù)的發(fā)光波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)是發(fā)光強(qiáng)度。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜是一種用來(lái)獲得固體,液體或氣體的吸收,發(fā)射,光電導(dǎo)性或拉曼散射的紅外光譜技術(shù)。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀同時(shí)收集一個(gè)大范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)。測(cè)試原理是放紅外光投過(guò)物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)要吸收與其分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相一致的波長(zhǎng)的光，使相應(yīng)波長(zhǎng)的光強(qiáng)度

32、減弱而形成特征圖譜，根據(jù)特征圖譜確定樣品中所含基團(tuán)或化學(xué)鍵的類(lèi)型及周?chē)h(huán)境，確定分子中原子的排列方式，進(jìn)而推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。紅外吸收定性分析的基本原理是組成物質(zhì)的各種分子的紅外光譜受周?chē)肿拥挠绊懞苄?，都有其特定的紅外光譜，混合物的光譜則是各自體系光譜的簡(jiǎn)單算術(shù)加和，且組成分子的基團(tuán)或化學(xué)鍵都有其特定的振動(dòng)形式，對(duì)應(yīng)特征的振動(dòng)頻率，在紅外光譜中表現(xiàn)出特征的吸收譜帶位置。玻璃一種在X光鑒定下呈現(xiàn)非晶質(zhì)相的固體。不論有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃，其構(gòu)成的原子或分子都呈現(xiàn)無(wú)序分布，不具備長(zhǎng)程有序化的結(jié)構(gòu)，但可能具有短程的規(guī)律性。配位性一種共價(jià)鍵，成鍵的兩原子間共享的兩個(gè)電子不是由兩原子各提供一個(gè)，而是來(lái)自一個(gè)原子。

33、配位鍵是極性鍵，電子總是偏向一方，根據(jù)極性強(qiáng)弱，或接近離子鍵，或接近極性共價(jià)鍵。在一些配合物中，除配體向受體提供電子形成普通配位鍵外，受體電子也向配體轉(zhuǎn)移形成反饋配建。拉曼光譜拉曼是一種光散射的過(guò)程，當(dāng)光與分子相互作用時(shí)，一部分光的波長(zhǎng)發(fā)生改變，通過(guò)對(duì)這些顏色發(fā)生變化的散射光的研究，可得到分子結(jié)構(gòu)的信息，這種效應(yīng)命名為拉曼效應(yīng)。拉曼散射即入射光穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，小部分光發(fā)生的非彈性散射，導(dǎo)致能量損失及波長(zhǎng)的改變。拉曼光譜系統(tǒng)通常用激光波長(zhǎng)的激光能量除去振動(dòng)譜的能量即得到拉曼散射的光能量，由于散射光的頻率與激發(fā)光頻率之差的絕對(duì)值取決于分子振動(dòng)能級(jí)的改變，與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因此是特征的。稀土元素稀土元

34、素是周期表中IIIB族釔和鑭系元素之總稱(chēng)。其中钷是人造放射性元素。他們都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相似，常見(jiàn)化合價(jià)+3，其水合離子大多有顏色，易形成穩(wěn)定的配化合物。稀土的發(fā)光是稀土離子的4f層電子在不同能級(jí)之間躍遷過(guò)程中產(chǎn)生的。處于基態(tài)或低激發(fā)態(tài)的稀土離子受外界激發(fā)吸收能量，躍遷至激發(fā)態(tài)，當(dāng)4f層電子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí)，輻射出不同波長(zhǎng)的光。稀土離子發(fā)射的光譜可以吸收和發(fā)射從紫外-可見(jiàn)-紅外光區(qū)域內(nèi)不同范圍波長(zhǎng)的電磁輻射。發(fā)光通常分為兩類(lèi)，f-f 躍遷（f電子處于內(nèi)殼層，受到外層電子的屏蔽，基質(zhì)對(duì)發(fā)射波長(zhǎng)的影響很小，濃度、溫度猝滅較小，高溫下仍可正常工作發(fā)光，并具有從紫外一直到紅外較寬的發(fā)射光譜

35、）屬于4f組態(tài)內(nèi)的線(xiàn)狀譜躍遷，f-d躍遷（5d軌道處于最外層，晶場(chǎng)環(huán)境對(duì)發(fā)光的影響較大，發(fā)射光譜為寬譜，發(fā)射范圍從紫外到紅外，溫度對(duì)光譜的影響較大，f-d屬于允許躍遷，材料的熒光壽命短，發(fā)生強(qiáng)度較f-f躍遷強(qiáng)。大部分+3價(jià)稀土離子的吸收或發(fā)射都源自于稀土離子內(nèi)層4f-4f的電子躍遷能級(jí)。稀土離子的發(fā)光機(jī)理：稀土固體發(fā)光材料受到紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、電子轟擊、摩擦或其他激發(fā)作用時(shí)，產(chǎn)生輻射的一種物理過(guò)程，可分為三步，基質(zhì)晶格吸收激發(fā)能基質(zhì)晶格將吸收的激發(fā)能傳遞給激活離子，使其激發(fā)被激發(fā)的稀土離子發(fā)出熒光而返回基態(tài)。作發(fā)光中心的主族金屬離子第五周期的錫和銻，第六周期的鉛和鉍。輻射弛豫分子從能量較高的激發(fā)

36、態(tài)通過(guò)弛豫過(guò)程回到基態(tài)并發(fā)射光子的衰變過(guò)程，輻射弛豫包括熒光和磷光兩種過(guò)程。本征缺陷不含有外來(lái)雜質(zhì)，僅由晶體的不完善產(chǎn)生出的缺陷。本征缺陷主要由空位缺陷、間隙缺陷、錯(cuò)位缺陷等。例如，在氟化鈉晶體中，可能的本征缺陷是弗倫克爾缺陷，即氟離子空位和間隙氟離子形成的缺陷對(duì)。在氯化鈉晶體中可能存在的本征缺陷是肖特基缺陷，即鈉離子和氯離子空位形成的缺陷對(duì)。間隙原子某個(gè)晶格間隙中擠進(jìn)了原子，又稱(chēng)填隙原子，點(diǎn)缺陷的一種。原子脫離其平衡位置進(jìn)入原子間隙而形成的。晶格原子間的間隙很小，一個(gè)原子擠進(jìn)去必然使周?chē)悠x平衡位置，造成晶格畸變。如果在點(diǎn)陣的間隙位置擠進(jìn)一個(gè)同類(lèi)的原子，就形成了一個(gè)自間隙原子；如果外來(lái)的

37、雜質(zhì)原子擠進(jìn)了點(diǎn)陣的間隙位置，形成了間隙式雜質(zhì)原子。間隙原子在離子晶體的導(dǎo)電和擴(kuò)散中起重要作用。間隙雜質(zhì)原子在晶格間隙間遷移時(shí)所需的激活能比較小，因此擴(kuò)散速率較快。這種雜質(zhì)具有一個(gè)共同點(diǎn)是它們?cè)诮麕?nèi)具有深能級(jí)，影響電導(dǎo)率，稱(chēng)為復(fù)合中心或俘獲中心。間隙子的熱平衡溫度服從玻爾茲曼分布，濃度隨溫度升高而增加。點(diǎn)缺陷在結(jié)點(diǎn)或鄰近的微觀區(qū)域內(nèi)偏離晶體結(jié)構(gòu)的正常排列的一種缺陷。發(fā)生在晶體中一個(gè)或幾個(gè)晶格常數(shù)范圍內(nèi)，如空位、間隙原子、雜質(zhì)原子等都是點(diǎn)缺陷。晶體中晶格中的原子由于熱振動(dòng)能量的漲落而脫離格點(diǎn)移動(dòng)到晶體表面的正常格點(diǎn)位置上，在原來(lái)格點(diǎn)位置留學(xué)空位，這種空位稱(chēng)為肖脫基缺陷（等量的正離子空位和負(fù)離子

38、空位）；如果脫離格點(diǎn)的原子跑到鄰近的原子空隙形成間隙原子，這種缺陷稱(chēng)為弗倫克爾缺陷（等量的正離子空位和間隙正離子）。按幾何位置分為：間隙原子、空位、雜質(zhì)原子點(diǎn)缺陷是晶格上的一種局部錯(cuò)亂，影響范圍只有鄰近幾個(gè)粒子，根據(jù)點(diǎn)缺陷不同的成因可以將點(diǎn)缺陷分為下面三類(lèi)：本征缺陷、雜質(zhì)缺陷和電子缺陷。本征缺陷：在點(diǎn)陣中晶格結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)空位，或在不該有粒子的間隙上多出了粒子。還可能是一種粒子占據(jù)了另一種粒子應(yīng)該占據(jù)的位置形成錯(cuò)位。這些缺陷的產(chǎn)生，主要由于粒子的熱運(yùn)動(dòng)。任何高于OK的實(shí)際晶體，晶格結(jié)點(diǎn)上的粒子都在其平衡位置附近做熱運(yùn)動(dòng)，若干能量較高的粒子脫離平衡位置形成缺陷。雜質(zhì)缺陷：點(diǎn)缺陷數(shù)目中最多的一類(lèi)，半徑較

39、小的雜質(zhì)粒子常以間隙粒子進(jìn)入晶體。粒子晶體中如果雜質(zhì)離子的氧化數(shù)與所取代的離子不一致，給晶體帶來(lái)額外電荷。額外電荷通過(guò)其他相反電荷的離子來(lái)補(bǔ)償通過(guò)產(chǎn)生空位來(lái)抵消，以保持整個(gè)晶體的電中性。雜質(zhì)缺陷一般不改變?cè)砘|(zhì)晶體的晶格，但會(huì)因晶格畸化而活化，為粒子遷移提供條件。電子缺陷：是以上兩類(lèi)缺陷引起的一種電子效應(yīng)缺陷。按照能帶理論，OK下大多數(shù)半導(dǎo)體材料的純凈完整晶體都是電絕緣體，但在高于OK的溫度下，由于熱激發(fā)、光輻照等因素會(huì)使少數(shù)電子從滿(mǎn)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，原來(lái)滿(mǎn)帶中被這些電子占據(jù)的能級(jí)便空余出來(lái)，能帶中的這些空軌道稱(chēng)為空穴。滿(mǎn)帶中的空穴和導(dǎo)帶中的部分電子是使半導(dǎo)體導(dǎo)電的主要原因，可見(jiàn)，實(shí)際晶體中的微

40、量雜質(zhì)和其他缺陷改變了晶體的能帶結(jié)構(gòu)并控制著其中電子和空穴的濃度及其運(yùn)動(dòng)，對(duì)晶體的性能具有重要的影響。非化學(xué)計(jì)量缺陷陰離子缺位型自由電子陷落在陰離子空位中而形成的一種缺陷稱(chēng)為F色心，由于陷落的電子可以吸收一定的波長(zhǎng)的光而得名。如氧空位陽(yáng)離子填隙型過(guò)剩的金屬離子加入間隙位置，帶正電。為保持電中性，等價(jià)的電子被束縛在間隙正離子周?chē)?，也?gòu)成了一種色心。陰離子填隙型為保持電中性，結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了電子空穴，相應(yīng)的正離子升價(jià)。電子空穴不局限于特定的正離子，它會(huì)在電場(chǎng)作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)。因此為P型半導(dǎo)體。目前只有UO2+X中有陰離子填隙型缺陷產(chǎn)生。陽(yáng)離子空位型為保持電中性，在正離子空位周?chē)东@電子空穴，這類(lèi)材料也屬于P型半導(dǎo)體。非化學(xué)計(jì)量缺陷非化學(xué)計(jì)量化合物的產(chǎn)生極其缺陷的濃度與氣氛的性質(zhì)及氣壓大小有密切關(guān)系，往往是具有變價(jià)元素的化合物，且與環(huán)境中的氧分壓直接有關(guān)。能帶理論與原子能級(jí)關(guān)系量子力學(xué)證明當(dāng)N個(gè)原子相接近形成晶體時(shí)，由于共有化運(yùn)動(dòng)（原子的外層電子/高能級(jí)，勢(shì)壘穿透概率較大，電子可以在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為共有化電子），原來(lái)單個(gè)原子中每一個(gè)允許能級(jí)要分裂成N個(gè)與原來(lái)能級(jí)很接近的新能級(jí)，實(shí)際晶體中，原子數(shù)目很大，新能級(jí)與原來(lái)能級(jí)非常接近，所以?xún)蓚€(gè)能級(jí)間距離很小，幾乎可把這一段能級(jí)看作連續(xù)的。把N個(gè)能級(jí)所具有的能量