Кристалл тор түйіндерінің аралықтарында қоспалардың еруінің микроскопиялық моделі

Түйіндік ерігіштікке ұқсас Вайзер түйіндер аралықтарындағы ерігіштік үшін де энергетикалық шығымдар балансын қарастырады (4.7-сурет).

Қоспа атом стандарт күйден (қоспаның өз кристалынан) буланып, қатты дене бетіне ауысады да, түйін аралығына енеді, сөйтіп легирленген кристалл түзеді.

Қатты дене бетінде қоспа атом иондануы мүмкін. Бұл кезде кристалда Ферми деңгейінің орны өзгереді.

 

 

 

4.7-сурет. Вайзер моделі бойынша кристалл тордың түйінаралық орындарына қоспалы атомның ену сызбанұсқасы

 

Түйін аралығында атом немесе ионға тебілу және тартылу күштері әсер етеді. Түйін аралығында иондалған қоспа орналасқанда , мұндағы J – қоспа атомның иондану потенциалы, АВ – электронның В затынан шығу жұмысы, Uтеб – тебілу энергиясы, Uр – полярлану энергиясы.

Бейтарап қоспа жағдайында, иондалуға шығын кетпейтіндіктен J =0.

, J және АВ кестеден табылады. Сондықтан анықтау үшін ең бастысы Uтеб және Up анықтау керек. Up aнықтау үшін Мотт-Литтлтон әдісі қолданылады.

Бұл әдіс бойынша кристалл торға енгізілген оң ион қоршаған атомдардың электрондық қауыздарының полярлануын тудырады, бұл кездt бағытталған дипольдар қоспа атомдармен де, өзара да әсерлеседі. Жүйенің толық энергиясы бұл жағдайда Up–ға төмендейді. Uтеб табу үшін Вайзер Борн-Майердің екіпараметрлі потенциалын қолданған:

Uтеб= A , мұндағы ri, rs, r – қоспа ионы, кристалл атомының радиустары және қоспа атомы мен кристалл атомының ара қашықтығы, А және – кристалл сығылғыштығы арқылы есептелетін параметрлер.