поверхневі стану
поверхневі стану (англ. surface states) - електронні стану, просторово локалізовані поблизу поверхні твердого тіла.
Уявлення про поверхневих станах виникли в результаті природного розвитку зонної теорії для обмежених кристалів. При цьому існують два підходи для опису природи поверхневих станів.
Розрізняють власні (таммовскіе) поверхневі стани, обумовлені обривом кристалічної решітки на кордоні, і невласні, локалізовані на домішках або дефектах, які перебувають на поверхні або в шарі оксиду, що покриває поверхню. Власні поверхневі стану утворюють дозволені енергетичні зони, розділені забороненими зонами. Поверхневі дозволені зони можуть розташовуватися в області енергій, відповідних як забороненим, так і дозволеним об'ємним зонам.
У 1932 р І. Е. Тамм, розглядаючи найпростішу одновимірну модель напівнескінченного кристала як послідовність дельтоподібним потенційних бар'єрів, обмежену потенційної «стінкою», прийшов до фундаментального висновку про можливість існування станів, хвильові функції яких локалізовані на поверхні кристала.
Принципово відмінний від запропонованого Таммом підхід до розгляду поверхневих станів було запропоновано У. Б. Шоклі в 1939 р Він розглянув енергетичні рівні електрона в ланцюжку восьми атомів. Розрахунок показав, що в спектрі електронних енергій з'являються заборонені зони, і всередині кожної з них - по два стану, пов'язаних з тим, що на кінцях лінійної ланцюжка є два «крайових» атома. Електрони в цих двох атомах знаходяться в такому ж винятковому становищі, як і електрони приповерхневих атомів в тривимірному кристалі, де, згідно з Шоклі, теж можна очікувати появи поверхневих станів.
У реальних кристалах поверхневі електронні стани відповідають координаційно-ненасичених поверхневим атомам. Зазвичай в результаті їх освіти відбувається перебудова, реконструкція поверхні, т. Е. Зміщення приповерхневих атомів як в площині, дотичній до поверхні, так і по нормалі до неї, в результаті чого на поверхні утворюються структури з періодом, рівним декільком періодам об'ємної решітки або несумірні з ними. Характер реконструкції залежить від кристалографічної орієнтації поверхні, методу її підготовки, а також від типу і концентрації адсорбованої домішки або наявності на ній шару оксиду.
Інтерес до поверхневих електронним станам пов'язаний не тільки з прагненням до розуміння фізики поверхневих явищ, а й нагальними технологічними потребами. Поверхневі стану працюють як центри рекомбінації електронів і дірок, зменшуючи тим самим число носіїв струму і погіршуючи технічні характеристики діодів, транзисторів. сонячних елементів та інших напівпровідникових приладів.