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Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
devient la somme du potentiel periodique du cristal parfait et d'un potentiel additionnel variant legerement d'un ion a 1'autre. Le maximum de
variation est localise au niveau du site lacunaire. Cette perturbation du
potentiel periodique est schematised sur la figure 9.7b. Elle agit au
niveau de la bande de valence puisque c'est une bande anionique. Mais,
elle interagit egalement avec la bande de conduction. Les bandes d'energie sont ainsi deformees. Un electron d'energie E d , associe a une
lacune, doit alors etre confine entre les limites a et b de la bande d'energie ainsi modifiee. II y a apparition d'un etat stationnaire ou etat
localise. Ces niveaux localises vont apparaitre a chaque perturbation du
reseau, telle que lacune anionique ou cation interstitiel. Le schema de
bandes, correspondant a la presence de niveaux d'energie lies a ces
defauts donneurs D, est represented sur la figure 9.8. L'experience montre que ces niveaux sont proches et legerement inferieurs a E c , de 1'ordre
de 0,01 a 0,3 eV. Les electrons qui occupent ces niveaux sont facilement
expulses vers la bande de conduction par agitation thermique ou sous
1'action de la lumiere. Us se trouvent alors dans des etats delocalises.
D'une maniere generate, tout defaut donneur D
x peut s'ioniser suivant la reaction :
On a done :
Si N D est le nombre total de defauts, c'est-a-dire d'etats localises possibles, le nombre d'electrons occupant ces etats est donne par la relation
(9.20) modifiee :
FlG. 9.8 — Les defauts donneurs D
x ont un electron piege sur le niveau d'energie
Ed. Us peuvent perdre cet electron qui va se delocaliser dans la bande de conduction. On dit que le defaut s'est ionise.
Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
devient la somme du potentiel periodique du cristal parfait et d'un potentiel additionnel variant legerement d'un ion a 1'autre. Le maximum de
variation est localise au niveau du site lacunaire. Cette perturbation du
potentiel periodique est schematised sur la figure 9.7b. Elle agit au
niveau de la bande de valence puisque c'est une bande anionique. Mais,
elle interagit egalement avec la bande de conduction. Les bandes d'energie sont ainsi deformees. Un electron d'energie E d , associe a une
lacune, doit alors etre confine entre les limites a et b de la bande d'energie ainsi modifiee. II y a apparition d'un etat stationnaire ou etat
localise. Ces niveaux localises vont apparaitre a chaque perturbation du
reseau, telle que lacune anionique ou cation interstitiel. Le schema de
bandes, correspondant a la presence de niveaux d'energie lies a ces
defauts donneurs D, est represented sur la figure 9.8. L'experience montre que ces niveaux sont proches et legerement inferieurs a E c , de 1'ordre
de 0,01 a 0,3 eV. Les electrons qui occupent ces niveaux sont facilement
expulses vers la bande de conduction par agitation thermique ou sous
1'action de la lumiere. Us se trouvent alors dans des etats delocalises.
D'une maniere generate, tout defaut donneur D
x peut s'ioniser suivant la reaction :
On a done :
Si N D est le nombre total de defauts, c'est-a-dire d'etats localises possibles, le nombre d'electrons occupant ces etats est donne par la relation
(9.20) modifiee :
FlG. 9.8 — Les defauts donneurs D
x ont un electron piege sur le niveau d'energie
Ed. Us peuvent perdre cet electron qui va se delocaliser dans la bande de conduction. On dit que le defaut s'est ionise.