2011-10-25

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반도체반도체 물리물리반도체반도체 물리물리2장 반도체 결정

원김원정

결정결정(crystal)(crystal)이란이란??-- 주기적인주기적인 원자의원자의 배열을배열을 가진가진 고체고체

결정(crystal ) 비정질(amorphous) )

다결정(polycrystal )

2011-10-25

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격자격자(lattice)(lattice)란란??-- 주기적인주기적인 원자의원자의 배열을배열을 가상으로가상으로 그린그린 구조구조 격자점

(lattice point)

격자(lattice)

단위세포단위세포

3D

c(unit cell)

단(unit cell)

ab

a, b, c를 격자 상수(lattice constant)라 한다.보통은 수A(Angstrom) or 1 nm보다 작은 값을 가진다

2D2D 단위단위 세포의세포의 종류종류-- 22차원적인차원적인 도형으로도형으로 공간을공간을 채울채울 수수 있는있는 방법은방법은 ??

각형으로는각형으로는 채울채울 수수 없다없다55각형으로는각형으로는 채울채울 수수 없다없다 !!!!

2011-10-25

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ButBut 55--fold symmetry is possible !!fold symmetry is possible !!

D Sh h “Q asicr stals are f nd m st ften in al mini mDan Shechtman2011 Nobel Prize in ChemistryFor discovery of Quasicrystal

“Quasicrystals are found most often in aluminiumalloys (Al-Li-Cu, Al-Mn-Si, Al-Ni-Co, Al-Pd-Mn, Al-Cu-Fe, Al-Cu-V, etc.), but numerous other compositions are also known (Cd-Yb, TiTi--ZrZr--Ni,Ni,Zn-Mg-Ho, Zn-Mg-Sc, In-Ag-Yb, Pd-U-Si, etc.).”

-from Wikipedia-

2011-10-25

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단위단위 세포의세포의 종류종류-- 33차원적인차원적인 도형으로도형으로 공간을공간을 채울채울 수수 있는있는 방법은방법은 ??

-- 이런이런 여러가지여러가지 가능한가능한 도형을도형을 정리해서정리해서 표현하면표현하면……

2011-10-25

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14 14 BravaisBravais space groupspace group

2011-10-25

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입방구조입방구조 (cubic)(cubic)

다이아몬드다이아몬드 구조구조

단일원자로단일원자로 구성된구성된 경우경우

대부분의대부분의 단원자단원자 반도체반도체: Si, : Si, GeGe, Diamond, Diamond 등등등등

22개의개의 원자로원자로 구성된구성된 경우경우

대부분의대부분의 22원자원자 반도체반도체: : GaAsGaAs, , ZnOZnO 등등등등

2011-10-25

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밀러밀러 지수지수(miller(miller index)?index)?

보는보는 방향에방향에 따라따라 원자원자 배열이배열이 다르게다르게 보인다보인다.!!.!!

각각 면의면의 원자원자 배열은배열은 동등하다동등하다. . 대표를대표를 정해도정해도 무방하다무방하다

밀러밀러 지수지수(miller(miller index)?index)?-- 격자구조의격자구조의 방향을방향을 알려알려 주는주는 표준표준 방법방법

2011-10-25

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결함결함(defects)(defects)이란이란??-- 주기적인주기적인 원자의원자의 배열이배열이 위반되는위반되는 경우경우

한한 개의개의 원자가원자가 빠지면빠지면 어떻게어떻게 될까될까? ? 한한 개의개의 원자가원자가 빠지면빠지면 어떻게어떻게 될까될까? ?

규칙성이규칙성이 빠뀐다빠뀐다. .

결함의결함의 종류종류 11

0D0D

1D1D

공공공공:vacancy:vacancy 침입침입 :interstitial:interstitial 치환치환 ::substitutionalsubstitutional

Edge dislocationEdge dislocation

screw dislocationscrew dislocation

2011-10-25

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결함의결함의 종류종류 22

22DDur

face

urfa

ce

3D3D

Grain boundaryGrain boundary

susu

twin boundarytwin boundary

VoidVoid Inclusion or 2Inclusion or 2ndnd phasephase

Stacking faultStacking fault

결정구조결정구조 해석해석YoungYoung의의 이중슬릿이중슬릿 실험실험

2011-10-25

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결정구조결정구조 해석해석-- Bragg’s lawBragg’s law

모든모든 파동은파동은 동등하게동등하게 적용적용 가능가능 !!!!-- xx--ray, electron, neutron ray, electron, neutron 등등등등

Ex: xEx: x--ray diffraction patternray diffraction pattern

2011-10-25

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Ex: electronEx: electron diffraction patterndiffraction pattern

숙제숙제 3 3

1. Si 과 GaAs구조를 (100) 방향에서 보았을때 원자 배열을 그려 보아라.

2. Si 과 GaAs구조를 (111) 방향에서 보았을때원자 배열을 그려 보아라.

3. Si 과 GaAs구조에서 단위세포(unit cell) 당 원자의 개수를 알아 보아라.