非晶半导体的结构特点

非晶半导体与其他非晶材料一样，是短程有序、长程无序结构。

我们以非晶硅为例，说明非晶半导体的结构。共价键晶体有确定的键长和键角，A原子近邻有4个Si原子，B原子除了和A原子形成一个共价键外，还与另外3个原子形成共价键，以虚线来表示。在不改变相邻两键间的键角情况下，可以绕AB轴旋转，以改变虚线联结的3个原子相对于A原子的位置。同样，可以沿BC轴旋转，使与C连结的原子位置发生改变……以这样的方式连续绕各键旋转，改变原子的相对位置，从而改变原有的周期性排列方式，形成非晶硅。

为了保持整个材料的连续性和短程有序性，原子相对旋转必然产生两种情形：一种是键长和键角相对于晶态有适当偏离；另一种是非晶态材料中少量共价键被破坏，成为悬键。蒸发法制备的非晶硅、锗中，100~1000个原子就有一个悬键。非晶硅中的悬键数一般约为1019/cm3，用氢来饱和悬键，非晶硅中的悬键可减少至1016/cm3以下。但光照会产生斯塔伯-郎斯克（Staeber-Wronski）效应，悬键数目增加到约1017/cm3。近来发现，光照使非晶硅结构变得不稳定，产生体积膨胀，斯塔伯-郎斯克效应被认为是这种结构不稳定的后续效应。