Зонная структура сплавов Si и Ge. На зонной диаграмме бинарной системы GexSi1-x в области Ge0.85-Si0.15 обнаруживается излом. Это было обнаружено ещ в 1954 году 1, но получило объяснение позже, с развитием математического аппарата физики тврдого тела. Ширина запрещенной зоны в германии определяется энергетической щелью в запрещенной зоне между минимумом у края зоны проводимости в направлении 111 и максимумом валентной зоны в точке 000. При добавлении кремния в германий щель, определяющая ширину запрещенной зоны, увеличивается практически линейно см. линия 2. Скорость подъема минимумов, лежащих в направлении 111 , больше, чем скорость понижения минимумов, лежащих в направлении 100. При 15 Si в растворе оба типа минимумов вдоль 100 в кремнии и вдоль 111 в германии одинаково удалены от максимума валентной зоны в точке 000. Таким образом, в растворах при концентрации кремния ниже 15 ширина запрещнной зоны сплава определяется минимумом, лежащим в направлении 111, а выше этого значения концентраций - в направлении 100 см. 4. Из этого следует, что при изготовлении электронных приборов желательно избегать использования сплавов состава Si0.15Ge0.85, т.к. весьма вероятно появление в материале в результате обработки и связанных с ней процессов островков с параметрами, отличающимися от параметров остального объма материала.
Особенно это может быть заметно при создании элементов на пластинах, выращенных методом Чохральского, как будет показано ниже. рис. Зонная структура кремния, германия и сплава Ge0.85Si0.15