补充资料：半导体材料化学键

半导体材料化学键
chemical bond in semiconducter

bondoot一eo一}旧0 huoxueJ旧n半导体材料化学键(chemieal bor、d in SemiCOnduCtor)半导体材料物理基础之一，是晶体邻近两个或多个原子间的强烈的吸引力相互作用的结果。半导体中的化学键主要是共价键。它是由两个原子之间的一对自旋相反的共有电子形成的，具有饱和性和方向性。元素半导体材料中的化学键是纯共价键，化合物半导体材料由于异种原子间存在负电性差，共价键中有某种程度的离子性。在元素半导体材料中共价键导致价电子壳层的S和p轨道形成完全填满的闭壳层。在化合物半导体材料中至少在键合的两原子中有 ·个原子的价电子壳层的S和p轨道形成闭壳层，当原子组成晶体时，原子本身的势场受到周围原子的影响而产生微扰，原子的键合轨道通过线性组合形成杂化轨道。例如，硅在基态的电子排布是ls22s22p63s23p2只有两个可键合的3P轨道。微扰后能量相同的3s轨道与三个3P轨道杂化成电子云分布完全相同的四个新轨道。这样使得硅原子能与最近邻四个硅原子键合。键角均为109“28‘。杂化所得的等价的四个新轨道称为sp3杂化轨道。它们对称地指向正四面体的顶角。在共价结构中，定向的轨道指向最近原子，降低了占据的成键轨道的能量，电子进入杂化状态所付出的能量得到了补偿。大多数半导体结构中，每个原子处在四面体顶角点，形成四面体配位。硅、锗元素半导体材料的金刚石结构，砷化稼、碑化稼等化合物半导体材料的闪锌矿结构，以及出现在离子性较强的半导体材料(例如CdS和ZnO)的纤锌矿结构均是sp“键四面体配位。为完全占据定向的价轨道，每个原子平均需要4个价电子。这意味着可用结构公式ANBs一N描述w族金刚石晶体、l一v族闪锌矿晶体、或者不是闪锌矿就是纤锌矿结构的1一讥和某些卜珊族晶体。式中A和B代表该半导体材料中的两个原子，N是原子A的价电子数。 (余思明)

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