Techniklexikon

Halbleiter amorpher

Glasartiger Halbleiter. Nichtkristalliner Festkörper, dessen allgemeine Eigenschaften sich grundsätzlich von denen des entsprechen den kristallinen Halbleiters unterscheidet. Entscheidendes Kennzeichen a. H. ist die Ordnung ihrer Bausteine: In einer Kristallstruktur wiederholt sich die Anordnung der Gitteratome periodisch und bildet ein regelmäßiges Netzwerk. Dieser Aufbau liegt auch bei polykristallinem Material in den einzelnen Kristalliten vor, erstreckt sich also über einige tausend Gitterkonstanten (Gitter). Beim Übergang zum amorphen Zustand geht diese sogenannte Fernordnung verloren. Nur die nächste Nachbarschaft jedes Atoms bleibt weitgehend unverändert (Nahordnung). Diese geordneten Bereiche sind ihrerseits über die äußeren Bedingungen flächen-haft oder räumlich zu einem ungeordneten Netzwerk verknüpft. Das Bild zeigt, wie jedes As-Atom symmetrisch von drei Se-Ato-men umgeben ist und jedes Se-Atom zwei As-Atome bindet. Trotzdem entsteht eine ungeordnete Struktur. Aufgrund dessen verändern sich alle wesentlichen elektrischen, optischen und mechanischen Halbleitereigenschaften in entscheidender Weise. So sind z. B. sowohl ihre elektrische Leitfähigkeit (Leitfähigkeit, spezifische) als auch die Ladungsträgerbeweglichkeit um mehrere Größenordnungen geringer als die kristalliner Halbleiter, und der Bandabstand E% ist bei a. H. erheblich geringer. Da die spezifische Struktur des Netzwerks vom Herstellungsverfahren (u. a. thermisches Aufdampfen, Zerstäuben, Glimmentladung) bestimmt wird, sind die Eigenschaften darüber hinaus außerordentlich stark von den jeweiligen Darstellungsbedingungen abhängig. Beispiele für a. H. sind Silicium in amorpher Modifikation (Silicium, amorphes), amorphes Selen und Verbindungen wie Arsensele-nid (As2Se3). Letztere werden insbesondere in der Elektrofotografie und Xerografie und als fotoleitende Werkstoffe für Fernsehaufnahmeröhren (Vidicons) eingesetzt. Aussichtsreiches Anwendungsgebiet fast aller Bauelemente auf Basis a. H. ist die Informa-tionsspeicherung, d. h. die Ausnutzung von Schalt- und Speichereffekten.