理想表面的表面態和表面能級:理想表面是指表面層中原子排列的對稱性與體內原子完全相同,且表面上不附著任何原子或分子的半無限晶體表面(即晶體的自由表面).理論分析表明,在表面外測和內側,電子的波函式都按指數關係衰減,這表明電子的分佈機率在表面處最大,即電子被侷限在表面附近.因此,這種電子狀態叫做表面態,對應的能級稱為表面能級.理想表面產生表面能級(表面態)的原因是塔姆(Tamm)首先提出的,他認為晶體的週期性勢場在表面處發生中斷引起了附加能級.因此,這種表面能級稱為塔姆表面能級或塔姆能級(Tamm Level).塔姆曾計算了半無限克龍尼克–潘納模型情形,證明在一定條件下每個表面原子在禁帶中對應一個表面能級.上述結論可推廣到三維情形,可以證明,在三維晶體中,仍是每個表面原子對應禁帶中一個表面能級,這些表面能級組成表面能帶.因單位面積上的原子數約為,故單位面積上的表面態數也具有相同的數量級.表面態的概念還可以從化學鍵的方面來說明.以矽晶體為例,因晶格在表面處突然終止,在表面的最外層的每個矽原子將有一個未配對的電子,即有一個未飽和的鍵.這個鍵稱為懸掛鍵,與之對應的電子能態就是表面態.因每平方釐米表面約有個原子,故相應的懸掛鍵數也應為約個.表面態的存在是肖克萊等首先從實驗上發現的.以後有人在超真空對潔淨矽表面進行測量,證實表面態密度與上述理論結果相符.實際表面,在表面處還存在由於晶體缺陷或吸附原子等原因引起的表面態這種表面態的特點是其數值(表面態密度)與表面經過的處理方法及所處的環境有關.基本概念:受主表面態和施主表面態:若表面態接受電子使表面帶負電叫做受主型表面態,若表面態放出電子使表面帶正電叫做施主型表面態.基本要求:瞭解表面態的產生原因及表面態的性質(受主型和施主型表面態).快介面態:是指存在於矽–二氧化矽處而能值位於矽禁帶中的一些分離的或連續的電子能態(或者能級).所以稱為快介面態,是為了和由吸附於二氧化矽外表面的分子,原子等所引起的外表面態加以區別.外表面態位於空氣和氧化物的介面上,它們和半導體交換電荷時,電子必須穿過絕緣的氧化層,因此需要較長的時間才能進行電荷交換,因此外表面態又稱作"慢態".位於矽和二氧化矽介面處的介面態,由於可以迅速的和半導體導帶或價帶交換電荷,所以稱為"快介面態".
理想表面的表面態和表面能級:理想表面是指表面層中原子排列的對稱性與體內原子完全相同,且表面上不附著任何原子或分子的半無限晶體表面(即晶體的自由表面).理論分析表明,在表面外測和內側,電子的波函式都按指數關係衰減,這表明電子的分佈機率在表面處最大,即電子被侷限在表面附近.因此,這種電子狀態叫做表面態,對應的能級稱為表面能級.理想表面產生表面能級(表面態)的原因是塔姆(Tamm)首先提出的,他認為晶體的週期性勢場在表面處發生中斷引起了附加能級.因此,這種表面能級稱為塔姆表面能級或塔姆能級(Tamm Level).塔姆曾計算了半無限克龍尼克–潘納模型情形,證明在一定條件下每個表面原子在禁帶中對應一個表面能級.上述結論可推廣到三維情形,可以證明,在三維晶體中,仍是每個表面原子對應禁帶中一個表面能級,這些表面能級組成表面能帶.因單位面積上的原子數約為,故單位面積上的表面態數也具有相同的數量級.表面態的概念還可以從化學鍵的方面來說明.以矽晶體為例,因晶格在表面處突然終止,在表面的最外層的每個矽原子將有一個未配對的電子,即有一個未飽和的鍵.這個鍵稱為懸掛鍵,與之對應的電子能態就是表面態.因每平方釐米表面約有個原子,故相應的懸掛鍵數也應為約個.表面態的存在是肖克萊等首先從實驗上發現的.以後有人在超真空對潔淨矽表面進行測量,證實表面態密度與上述理論結果相符.實際表面,在表面處還存在由於晶體缺陷或吸附原子等原因引起的表面態這種表面態的特點是其數值(表面態密度)與表面經過的處理方法及所處的環境有關.基本概念:受主表面態和施主表面態:若表面態接受電子使表面帶負電叫做受主型表面態,若表面態放出電子使表面帶正電叫做施主型表面態.基本要求:瞭解表面態的產生原因及表面態的性質(受主型和施主型表面態).快介面態:是指存在於矽–二氧化矽處而能值位於矽禁帶中的一些分離的或連續的電子能態(或者能級).所以稱為快介面態,是為了和由吸附於二氧化矽外表面的分子,原子等所引起的外表面態加以區別.外表面態位於空氣和氧化物的介面上,它們和半導體交換電荷時,電子必須穿過絕緣的氧化層,因此需要較長的時間才能進行電荷交換,因此外表面態又稱作"慢態".位於矽和二氧化矽介面處的介面態,由於可以迅速的和半導體導帶或價帶交換電荷,所以稱為"快介面態".