第一聿的本性质 的3轨道与御轨道井化,能盐等化,线性组合成新的软道函数,这些简井态的任何线性 组合也足这体系的允许状态。朵化的轨距函数叙怎,通过正变甲化条件,只有因个轨道才 能确。以金们晶体)为例,的电f构昏为14,2x2,2y2,具中,2语2p轨道产生简并 由息来的轨语波函数线性系合成新的轨道函数: 中=以中。+b+,,一字,-1,2… 作为近似,只考悲角函散部分,则 W=1 Y 这样得到新的轨淆数称为sP'条化轨亘 由于化学键的稳定性成键原了间电了的叠程度有关,所以把轨连函数中的角函数部分 的最大依定又为域键t方,并将y的成能能力定为1,同中的成能能力是√,杂化轨道 论将表明。由s、p轨通组成的化道县有远大于s和p轨的坚均成力化轨通除了向 差别外,电分有完全同以杂化轨道也称为等性轨面 对甲杂化,、其有球对称忙,村料个化后的零轨面,作出相同的贡藏:即=1 积据v。、、m的动称性,可以把老化轨酒与成 7) 由F可一,从·化条件可得出 1-1 出波函数的止交·化条作,可知曾的系数、b、…、d,之同在以下关系 买++一-1 -1,2,3,1 |.2,3.1, 求出网个余化轨道的具体形式为 Y“示1的。+中,-Y+曾 -Y+驴中 W…曾、+W=曾 ,-y,-9.+p sp'会化坐标系(点直立体中心》如图1.1国示沿1方向有0-1/√3,smp √2!、3,sng-1、z,H以寧,,.均为值 划聖在(1向上键能为 :-y-曾,一, 因面过了驴=1)没宰,(1.215的能力
哇材补科学与技术 图L4F3朵化时堡标系(0直在体中让 围5娃体中原了的中化 可以证明在(1141111上(11)有粉的成键能力这表明,共价德 不仅有惚和性盯共价健具有确定的数日,比如杂化形成个共价键,此外还有方向性,即原子 只能在特定方向上形成共价键母原f的器个印杂化轨道是等同的各含布目/4s和3/即成分它 们两两之间的夹角为1928所以,它们的对称抽必须指正器面体的四个顶角,如图1.5所示 共价的强取决于成键原子间电子云霏叠程度重叠愈多共价键愈强。丙此原子结合时的 个共价健取因面体顶角方向如图14所示其中圆球表苏原子,球间的棒表示共价键。它们两 两之间的夹角都是10928,这就决定了时品体必为全刚石梨结构,全博石梦结构的基本点是每 个原子有4个近邻原子,它们都处于匹体顶角方向上,如图1.7所水 图L.6母县体中共价键的取南 图17其价四国体 是由于总子卵杂化,4个价电子分别h因个杂化轨,虽然3密圾上的电了激发到3 能圾上需要一定的能量,们髟成2个共价键所放出的能量更多结梨体系更趋稳定 硅螈子杂化道中4个配对的价电子,分别最近邻原子中的1个价电子配成自旋方向稻 反的电子对,形成4个共价毽用此,虽体中的任f能够形城的共价数日量多为 在度为时硅体中所有价电子均束缚在共价键上,没有自出电子,不能导,只有半电 子受发脱疼了共价键后,成了自电子刺时产生个空究而电子和空穴成为白由载源子,在外 电场作用下运才产生电流硅晶体的举导体性质叫以用共价键结构定性解释,化学键王论比 直观,是能带理论的种补充 2.2硅的晶体结构 不间的半导体材料有不同的品体结构常见的元素半导体和元化合物半导体的福体洁构,丰 要有金刚石闪纤矿型和纤锌矿,还有少量的氢化钠型,见图1.8~图1.1.些委的半 体村料的晶体结构表1.3
一章哇的本性 传19闪转矿辜结构 周L14打好矿数结构 1,H氯化钠数结院 表L3夏要半导体材料昌体结构 体描构系 司群主要半导体材料 金刚行方优如(全有们.G,业 将矿立方TF4in IN,BP. AP, GaP, IP HAs, Alry GaAs. Lads, Isb, alSb, GaSh, hsh ink). ins' (s. 1ls, Znse, ts Hgse, Zu 矿裂 Zal) Lns. [us, Has, tds. 方-F(),5.mse,nTe 下绍构类 金相配N终矿裂和氢化的形结构均可罚成是出两套面心方格子构面成、不同的是,前 两者两套格子沿对维线方向移1对角线套构百裂化钠到则是沿0】方向,平移1/2套构;金 刚石型由种几素的两套面心立方品格套构百成,闪锌旷型结构我两种不博元素原了分别组 成的金直心立方晶格套构而成其构暖情况见1.12所示 由于品体结构的周期性,可以迭取某种单元结构,通过平移得整个品格、团体物理学透取最 小的平六曲体币复单兀称为胞原胞反映品络的周期性晶体学则选取比较大的单元不仅在 顶角,在心和体心可以有格点,这样的单元称为胞品悉不仅反映了昌格的周蘭性,塑反教了 品格的射称性,表让品格的类型,是立后沿系,可用在角坐部系x,y:轴米确定晶体中品向 和品面的后位,并以届格索数a为坐杯的单位长度.个顶点和6个面心都竹原子,另务在立方体内 还有1个原子,各占据空舅对角线上距相旋点11处,所以宠中含有的原「数为8它们的坐 标分别为:(0,0.0),(12,12,0),42,0,12),(,12,12).1,1,14,(31,3
硅材脊补学与技术 围112全料,冈柠旷,化创型品的构哀 /1),31,14,3/1,t4.3,3:1)、计的是格常数a=5.133娃品体中的原密度为 相邻两原了问的利距为、31=2.31,图面体共价半径为17384 图1.13表示出整个时品体结构,在1,从下上f的排列足了山:7,最上层 的层单子和下的7层原f定全重合星示品体结判的明凋性 图113ft的品体给构 品体中有些币的晶自和向,它自卡十图1.11.捐用符岁《表不,其中称为密 勒数也称为品宿数它是这样确定的:透取个不通过单点的品由该晶在r,y,x:个晶轴 1的距的倒数的贤数,点,,即为密看指数 山千会刚ⅱ结构的综称件,年形的品面想有看同的面距,面密度和质点分布称为等 判品前,用符号}表示10)含有6个等同晶阑,1含有12个品面,1含有8个晶商,分
系一幸的泰本性质 步爆 usd 6)卤 1.144体中足个豆爱的凸向如店度 1-(10),18),(102,(的的、(n)、(D1D 1(1),10),411,(11)、t6l,ti l!-(11)m1,ml、l,tl,1 晶向足指品缚组的后向它用向指数表示,确定晶问指数的方法是:选格点为联点0,令 标铀与品轴垂合择或平移操作通过点的晶列「取品上一点4各,表示方 川,的最大公约数统除,使之成为互质的数,用后话别m户表公,称为晶向指数在 种岛体中,有些温列组是不同的,科它们有同的结点间距和点分6,这些品到组称为等民晶 延组,其问用<燃即>郁记 硅品体中亟的向和等同品闷有 1>+10100m1].[:1.af >-[i1D、: Lin], ot:1」 <22-i221121.2m1.2 1C:1in.:12 及与它有相反的品向 对方品系,两个晶)和h是之的夹舱可以由下式计算: