دانلود پایان نامه موقعیت و مناسبت


Widget not in any sidebars

شکل2-1) گذارهای الکترونیک در جامدات آمورف [41[.
هر گاه گذارها شامل کمترین تغییر در انرژی باشند، مناسبترین و مساعدترین گذارها هستند. برای انتقال حامل در میدان ضعیف، همه گذارهای نشان داده شده در جریان شرکت کرده و نمیتوان تله ها و مراکز دهنده را از هم جدا و متمایز کرد.اما در میدان‏های بالا تله ها و مراکز دهنده را میتوان از هم متمایز کرد.
پس بطور کلی گذارهای الکترونیکی در جامدات آمورف بصورت زیرند:
i) → + ii) → conduction band → +
iii) → O iv) – → O v) – →+
همه این گذارها به عنوان جهش حامل بین مراکز جایگزیده توصیف می شوند بجز حالت (ii) که گذار از طریق نوار آزاد صورت می گیرد. بطور کلی سه حالت زیر را می توان متمایز کرد:
i) Donor – Donor Hopping
ii) Trap – Trap Hopping
iii) Donor – Trap Hopping
در میدان های پایین این فرآیند نقش رسانش را بر عهده داشته که با اعمال میدان الکتریکی قوی اثر پول- فرنکل مشاهده می شود.
میدانهای بالا روی سد پتانسیل یک مرکز به قدرت جایگزیده اثر بسیار کمتری دارند. قطعی‏ترین اثری که در این حالت انتظار می رود، توزیع حاملها بین مراکز تله است که وقتی اتفاق می افتد که انرژی کسب شده در فرآیند جهش بسیار بزرگتر از انرژی گرمایی باشد. یعنی:
(2-3)
شکل (2-2) یک توزیع فرضی از تراز تله را در حضور یک میدان الکتریکی، با سه نوع گذار نمایش میدهد. به طور میانگین، بعید است که الکترونها همان انرژی کسب شده از میدان را به شبکه از دست بدهند و این منجر به افزایش دمای آنها در تلهها میشود. افزایش دما در جمعیت حامل در ترازهای جایگزیده، توسط میدان الکتریکی بالا، افزایش تحرک را در پی دارد [41].
شکل2-2) گذارهای الکترونیک در یک میدان الکتریکی بالا بین تله های پر و خالی شامل (A)،کسب آرام انرژی از فونونها (B)،بقای انرژی (C)،اتلاف آرام انرژی به شبکه [41]
این فرآیند برای توضیح برخی مشاهدات تجربی رسانش نوری در میدان قوی در SiO ، معرفی شده است. که در حالتی به کار می رود که چگالی بزرگی از ترازهای تله در انرژی بالا، با ترازهای دهنده که به طور مؤثر حاملها را به این تلهها هدایت میکنند، وجود داشته باشد. در این فرآیند الکترون کافی است انرژی کافی به دست بیاورد تا بتواند در گستره ای بالاتر از تله های جایگزیده که دارای تحرک بالایی هستند حرکت کند و برای گسیل مجبور به برانگیزش به لبه نوار نیست[44و45].
2-5) رسانش در میدان قوی و اثر میدان قوی در رسانش پلارونی شیشه ‏های حاوی یون های فلزات واسطه
بیشتر مثالهای معروف مکانیسم پول و پول- فرنکل برای رسانش در میدانهای بالا، در نیمرساناهای آمورف اتفاق میافتد. میدان الکتریکی بالا ممکن است اثری دوگانه داشته باشد. در اثر اول میدان ممکن است باعث افزایش انتقال الکترونها از دهنده ها به محیط شده که انتقال بیشتر آنها بین مراکز دهنده ممکن است توسط انتقال پلارونی انجام شود.
در اثر دیگر، میدان ممکن است با کاهش دادن سد پتانسیل میدان کوتاه برد، روی احتمال جهش پلارونها بین نزدیکترین همسایه ها اثر کند [4]. در واقع حالاتی که انرژی پذیرنده دارند می توانند الکترونها را به تله انداخته و باعث تغییر شکل محلی در شبکه شوند، در این وضعیت الکترون‏گیر افتاده به همراه تغییر شکل القا شده به عنوان یک شبه ذره متحرک عمل کرده و میتواند از یک موقعیت به موقعیت مجاورش جهش کند [23].
در بسیاری از مواد آمورف فرض می شود که N(Ej) ، چگالی حالات انرژی و Ej ، مقدار انرژی فرمی در دمای صفر مطلق است. در میدانهای ضعیف، انتظار داریم که رسانندگیDC رفتاری مشابه شکل زیر داشته باشد:
(2-4)
که در آن T، دمای کلوین، ، ثابت بولتزمن، W، میانگین اختلاف انرژی حالات، بین مکانهای همسایه و R فاصلهی بین مراکز است. یعنی الکترون از یک حالت جایگزیده به حالت جایگزیده دیگری که به اندازه R از مرکز اوّل فاصله دارد جهش میکند. اثر میدان الکتریکی قوی E، را میتوان این گونه بیان کرد:
اختلاف در انرژیهای بین هر دو حالت به فاصله R، از W به W-eER کاهش یافته و با در نظر گرفتن جهش در دو جهت هم راستا، جریان الکتریکی به شکل زیر به دست می آید]46[: