دانلود پایان نامه برانگیختگی و معرفی مدل

به دلیل اینکه انرژی فعال سازیبه دماوابسته است، رسانندگی نیز تابعی از دما خواهد بود]12[.
1-5-2-2) معرفی مدل های متداول ساختار نواری برای مواد بی شکل
Widget not in any sidebars

با توجه به آنچه در بخش قبل ذکر شد، در محیط های غیر بلوری، ساختار نواری انرژی دیگر همانند بلورها نبوده و دارای تغییراتی می باشد که در آن نقش حالات جایگزیده بایستی لحاظ شود. از ویژگی های بارز یک بلور، وجود لبه های تیز در نوار رسانش و ظرفیت می- باشد؛ بنابراین گاف انرژی مشخص و خوش تعریفی خواهیم داشت. این ساختار نواری موجب می شود که مطالعه روی خواص ترابردی آن به سادگی صورت پذیرد. در مواد بی شکل نظم بلندبرد نداریم، ولی از لحاظ نظم کوتاه برد همان خواص بلوری را خواهیم داشت. بنابراین می توان از تقریب بستگی قوی برای نزدیک ترین همسایه ها استفاده کرد.
بر اساس نظریه مات و آندرسون، افت و خیزهای مکانی در پتانسیل یک ماده بی شکل سبب شکل گیری بی نظمی و در نتیجه تشکیل حالت های جایگزیده می گردد ]9و10و13و14[. این حالت های جایگزیده تمام انرژی نوار را اشغال نمی کنند، بلکه سبب تشکیل دنباله هایی در بالا و پایین نوارهای معمولی ظرفیت و رسانش می گردد. طبق نظر مات یک مرز مشخص بین حالت های گسترش یافته و جایگزیده وجود دارد.
مدل های مختلف ارائه شده جهت توجیه ساختار نواری مواد بی شکل به صورت طرحوار در شکل(1-8) نشان داده شده است. وجه اشتراک تمام این مدل ها در معرفی حالت های جایگزیده در دنباله نوارهاست.
مشهورترین این مدل ها عبارتند از:
الف) مدل کوهن- فریتشه- اوشینسکی
ب) مدل دیویس- مات
شکل1- 8) نمودار چگالی حالات برای نیمرساناهای آمورف
(a) مدل کوهن-فریتشه-اوشینسکی
(b) مدل دیویس-مات با تراز جبرانی در وسط گاف
(c) مدل دیویس-مات اصلاح شده
(d)یک شیشه واقعی با نقص‌های شبکه‌ای]6[.
1-5-2-2-1) مدل کوهن- فریتشه- اوشینسکی
یکی از مدل های نواری پیشنهادی در جامدات بی نظم مدل CFO است. نمایش طرحوار این مدل در شکل(a-1-8) نشان داده شده است]15[. بر اساس این مدل، دنباله حالات انرژی در عرض گاف انرژی گسترش یافته و تیزی لبه نوارهای رسانش و ظرفیت را کاهش می دهد. برخی معتقدند که در آلیاژهای (شیشه های) هالوژنی، بی نظمی بسیار زیاد باعث همپوشانی دنباله نوارهای رسانش و ظرفیت می شود و به یک چگالی قابل ملاحظه در میانه گاف انرژی منجر می شود. این مدل بیشتر برای شیشه های هالوژنی که در وسایل کلیدزنی بکار می روند، مورد استفاده واقع می شود]14و6[.
1-5-2-2-2) مدل دیویس- مات
مدل دیگری که می توان آنرا به برخی از جامدات آمورف نسبت داد مدل دیویس مات است. نمایش طرحوار این مدل در شکل(c و b-1-8)نشان داده شده است. در این مدل دنباله حالات جایگزیده باریک تر است و کمی به داخل گاف انرژی گسترده شده اند و نوارهای جبرانی نیز در میانه گاف انرژی پیش بینی می شوند که از ناراستی های شبکه نشأت می گیرند و آن ها را پیوندهای آویزان می نامند. همین نوار مرکزی ممکن است به یک نوار پذیرنده و یک نوار دهنده شکافته شود.
در این مدل چگالی حالات بطور یکنواحت در داخل گاف کاهش نیافته و قله های متمایزی مشاهده می شود. در دماهای پایین، رسانش توسط تونل زنی همراه با برانگیختگی گرمایی صورت می گیرد و در دماهای بالاتر رسانش از طریق جهش حامل های بار بین حالات جایگزیده صورت می پذیرد]15و6[.
1-6) مدل رسانشی پلارون کوچک در نیمرساناهای آمورف
در یک نیمرسانای آمورف که حاملهای بار (مثلا الکترونها) در آزادی نسبی قرار ندارند و از نظر انرژی در حالات جایگزیده واقع شده اند، مکانیسم رسانش الکتریکی بصورت رسانش و گذار نوار به نوار حامل نبوده و خصوصاَ در جامداتی که حاوی یونهای فلزات واسطه در ظرفیت های مختلف هستند، رسانش پلارونی حائز اهمیت است. در یک جامد بی شکل، گاهی حامل های بار اضافی وارد یک حالت خودحبس می شوند و سبب قطبش محیط اطراف خود می گردند و می توانند سبب تغییراتی در شبکه گردند. این امر توسط اِمین مورد بررسی کامل قرار گرفته و پیشنهاد می کند که حامل بار در برخی مواد بی شکل می تواند خودش را بر اثر پلاریزه کردن محیط حبس نماید. اِمین پیشنهاد می کند که خواص ترابرد الکترونی در تعداد زیادی از نیمرساناهای غیربلوری را می توان بر اساس مدل پلارون کوچک توجیه نمود؛ به عبارت دیگر، عامل رسانندگی، پلارون می باشد ]16[.
1-7) معرفی برخی روش های فیزیکی و شیمیایی تهیه مواد بی شکل
با توجه به سهولت تهیه مواد آمورف نسبت به مواد بلوری، روشهای متنوعی در این خصوص وجود دارد که می توان از آن ها در تهیه مواد در حالت بی شکل استفاده کرد. از این میان، چند روش که بیش از سایر روش ها مورد استفاده اند که برای تولید مواد غیربلوری در حالت توده ای و لایه ای به منظور نیازهای تجاری یا علمی به کار گرفته می شوند. این چند روش به شرح ذیل اند:

Share this post

Post navigation

You might be interested in...