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amorphe Halbleiter

Klasse von amorphen Festkörpern, die aus reinen Halbleitern oder halbleitenden Materialien bestehen. Sie werden durch Aufdampfen von z.B. Si, Ge oder Se auf Substrate mit abweichender Kristallstruktur hergestellt, wodurch sich amorphe Schichten bilden (Abschreckmethoden, Aufdampfverfahren). Besonders leicht entstehen amorphe Halbleiter aus Gemischen von Elementen der 4., 5. und 6. Hauptgruppe, wie Se-Te-As-Ge. Die Bandstruktur ist nach dem Cohen-Fritzsche-Ovshinsky-Modell gekennzeichnet durch die Existenz von lokalisierten Zuständen in der verbotenen Zone (Bändermodell). Deshalb ändern durch Dotierung mit Fremdatomen erzeugte Donator- oder Akzeptorniveaus die elektronischen Eigenschaften nur wenig. Durch Tunneln der Elektronen zwischen diesen Zuständen, sog. variable range hopping, wird die elektrische Leitfähigkeit s bei tiefen Temperaturen durch amorphe Halbleiter beschrieben. In hydrogenisiertem amorphem Si1 - xHx (x = 0,1-0,2) sind die lokalisierten Zustände beseitigt, so dass die für Halbleiter typische Temperaturabhängigkeit s ~ exp( - const./T) beobachtet wird. Dotierbares amorphes Silicium, kurz a-Si, ist für Anwendungen in Solarzellen oder als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Sensoren technisch interessant.

 

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