„Dópolás” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat][ellenőrzött változat]
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
B.Zsoltbot (vitalap | szerkesztései)
clean up AWB
átrendezés, javítgatás
1. sor:
<span class="cx-segment" data-segmentid="2"></span> A '''dópolás''' (magyar szakkifejezéssel ritkábban ''szennyezés'') egy félvezetőa iparban[[Félvezető|félvezetőiparban]] és -kutatásban gyakran alkalmazott eljárás, mely során a félvezető anyagokba szándékosan juttatott szennyezőkkel befolyásoljukbefolyásolják azok fizikai, főként elektromos jellemzőit. Mérsékelt dópolás hatására a félvezető sávszerkezete kisebb mértékben módosul, de a tiltott sávban megjelenő donor ill. akceptor nívók jelentősen változtathatják az elektromos vezetési mechanizmust és a töltéshordozó koncentrációt.
 
A dópolással megváltoztatott jellemzőkkel bíró félvezetőket '''extrinszik félvezetőknek''', míg a dópolatlan félvezetőket ''[[Intrinszik félvezető|intrinszik]]'', vagy másképpen ''tiszta félvezetőknek'' nevezzük.
A dópolatlan félvezetőket gyakran ''intrinszik'', vagy másképpen ''tiszta félvezetőknek'', a dópolás által kialakuló, megváltozott jellemzőkkel bíró félvezetőket pedig ''extrinszik ''félvezetőknek nevezzük. Erős dópolás hatására a félvezető sávszerkezetében jelentősebb változások történhetnek, az olyan félvezetőt, mely vezetési jellegét tekintve inkább a fémes vezetőkhöz hasonlít, ''degenerált'' félvezetőnek nevezzük. A szennyezők koncentrációja az intrinszik anyaghoz képest általában még erős dópolás esetén is igen kicsi.
 
AMérsékelt dópolatlandópolás félvezetőkethatására gyakrana ''intrinszik'',félvezető vagy[[Sávszerkezet|sávszerkezete]] másképpenkisebb ''tisztamértékben félvezetőknek''módosul, de a dópolás[[Tiltott általsáv|tiltott kialakuló,sávban]] megváltozottmegjelenő jellemzőkkeldonor bíróill. félvezetőketakceptor pedignívók ''extrinszikjelentősen ''félvezetőknekváltoztathatják nevezzükaz elektromos vezetési mechanizmust és a töltéshordozó-koncentrációt. Erős dópolás hatására (ha a félvezetőbe nagy mennyiségű dópoló atom épül be) a félvezető sávszerkezetében jelentősebb változások történhetnek,. azAz olyan félvezetőt, mely például erős dópolás hatására vezetési jellegét tekintve inkább a fémes vezetőkhöz hasonlít, ''degenerált'' félvezetőnek nevezzük. A szennyezők koncentrációja az intrinszik anyaghoz képest általában még erős dópolás esetén is igen kicsi.
== Történet ==
Tapasztalati megfigyelések már régóta rendelkezésre állnak a dópolás egyes hatásairól, melyeket rádiódetektorok és szelén egyenirányítók készítésekor már figyelembe vettek. A dópolás, mint tervezett szennyezés eljárását később [[John Robert Woodyard]] dolgozta ki<ref><span contenteditable="false">[//www.google.com/patents/US2530110 U.S. Patent 2,530,110]</span><span contenteditable="false"></span> filed, 1944, granted 1950</ref> a második világháború alatt folytatott [[Rádiólokátor|radar]] fejlesztéssel kapcsolatos kutatásai során.<span class="cx-segment" data-segmentid="24"></span><ref><span class="citation news">[http://content.cdlib.org/view?docId=hb4d5nb20m&doc.view=frames&chunk.id=div00182&toc.depth=1&toc.id=&brand=calisphere "John Robert Woodyard, Electrical Engineering: Berkeley"]. </span></ref> A [[Bell Labs]] intézet kutatói, [[Gordon K. Teal]] és [[Morgan Sparks]] szintén jelentős eredményeket ért el.<ref>Sparks, Morgan and Teal, Gordon K. "Method of Making P-N Junctions in Semiconductor Materials", <span>[//www.google.com/patents/US2631356 U.S. Patent 2,631,356]</span><span></span> (Filed June 15, 1950.</ref>
 
== Története ==
== Töltéshordozó-koncentráció ==
Tapasztalati megfigyelések már régóta rendelkezésre állnak a dópolás egyes hatásairól, melyeket rádiódetektorok és szelén egyenirányítók készítésekor már figyelembe vettek. A dópolás, mint tervezett szennyezés eljárását később [[John Robert Woodyard]] dolgozta ki a második világháború alatt folytatott [[Rádiólokátor|radar]] fejlesztéssel kapcsolatos kutatásai során.<ref><span contenteditable="false">[//www.google.com/patents/US2530110 U.S. Patent 2,530,110]</span><span contenteditable="false"></span> filed, 1944, granted 1950</ref> a második világháború alatt folytatott [[Rádiólokátor|radar]] fejlesztéssel kapcsolatos kutatásai során.<span class="cx-segment" data-segmentid="24"></span><ref><span class="citation news">[http://content.cdlib.org/view?docId=hb4d5nb20m&doc.view=frames&chunk.id=div00182&toc.depth=1&toc.id=&brand=calisphere "John Robert Woodyard, Electrical Engineering: Berkeley"]. </span></ref> A [[Bell Labs]] intézet kutatói, [[Gordon K. Teal]] és [[Morgan Sparks]] szintén jelentős eredményeket ért el.<ref>Sparks, Morgan and Teal, Gordon K. "Method of Making P-N Junctions in Semiconductor Materials", <span>[//www.google.com/patents/US2631356 U.S. Patent 2,631,356]</span><span></span> (Filed June 15, 1950.</ref>
 
{{Csonk-szakasz}}
 
== Hatásai ==
Már alacsony szennyező koncentrációszennyezőkoncentráció is nagy hatással lehet a félvezető elektromos jellemzőire. Ha a szennyezők koncentrációja a tömbi anyag atomjaihoz képest százmilliomod résznyi, akkor ''alacsony dópolási szintről'' beszélünk, ha viszont a szennyezők aránya tízezred résznyi, akkor at mondjuk, hogy az anyag ''erősen dópolt''. A dópolási szint jelölése a megfelelő típus betűjele melletti + és - jellel történik, pl. p-, n++, stb.
 
=== Töltéshordozó-koncentráció ===
A dópolás során szennyezőket juttatnak az anyagba, melyek mennyisége hatással van az anyag elektromos jellemzőire. Ezek közül a legfontosabb hatás, ami gyakran a dópolás legfontosabb célja is, hogy az anyagban megváltozik a töltéshordozók koncentrációja. Intrinsic félvezetőben termikus egyensúlyban az elektronok és az elektronlyukak száma megegyezik:
 
19 ⟶ 26 sor:
A félvezetők dópolásakor a szennyezők koncentrációja még erős dópolásnál is jelentősen elmarad az intrinszik összetevőkétől. A kristályos szilíciumban az atomsűrűség nagyjából 5×10<sup>22</sup> atom/cm³, míg bennük a tipikus dópolási koncentráció általában 10<sup>13</sup>&nbsp;cm<sup>−3</sup> to 10<sup>18</sup>&nbsp;cm<sup>−3</sup> körül alakul. Szilícium esetén szobahőmérsékleten jellemzően a 10<sup>18</sup> cm<sup>−3</sup> feletti dópolási szintek hoznak létre degenerált félvezetőt, ekkor a szennyezők aránya egy 1/1000 nagyságrendjébe esik. Gyengén dópolt szilíciumban ugyanez az arány tipikusan 1/1000000000 körül van. A dópolás mértékének változtatásával a félvezető tulajdonságok széles skálán változtathatók.<span class="cx-segment" data-segmentid="66"></span>
 
=== A sávszerkezet módosítása dópolással ===
[[Fájl:PN_band.gif|right|thumb|500x500px|
Nyitóirányban előfeszített [[p-n átmenet]] [[sávdiagram]]ja, melyen látható a [[kiürített tartomány]] leszűkülése. Mind a p, mind az n tartomány dópolási koncentrációja 1×10<sup>15</sup>/cm<sup>3</sup>, ami köztük nagyjából 0.59 V feszültségkülönbséget okoz. ]]
37 ⟶ 44 sor:
ahol <span class="texhtml ">''m''<sub>''e''</sub><sup>*</sup></span><span class="texhtml "></span> és <span class="texhtml ">''m''<sub>''h''</sub><sup>*</sup></span><span class="texhtml "></span> rendre az elektronok és a lyukak effektív tömege, melyek a hőmérséklettől jelen közelítésben függetlennek tekinthetőek.<ref name="green"/>
 
=== Töltéskompenzáció ===
== Dópolási eljárások ==
Általános esetben egy félvezetőben sokféle szennyező lehet jelen, melyek egy része donor, másik része akceptor jellegű. Ha a donor és akceptor szennyezőkből származó töltéshordozók száma megegyezik, akkor az összes donoroktól származó elektron az akceptoroknál hiányzó elektronokat fogja kompenzálni, azaz sem elektron, sem lyuk jellegű szabad töltéshordozók nem lesznek az anyagban. Ezt a jelenséget nevezzük töltéskompenzációnak. Ha jelen vannak donor és akceptor szennyezők is, de számuk nem azonos, akkor részleges kompenzációról beszélünk. Egymást követő dópolásokkal elérhető, hogy egyazon anyagban különböző tartományok különböző dópolási jellegűek és erősségűek legyenek, mely eljárást sok félvezető eszközben alkalmaznak.<ref>Alan Hastings - The Art of Analog Layout, 2nd ed (2005, ISBN 0131464108)</ref>
Az n-típusú félvezetők előállításának egyik lehetséges módja a gőzfázisú epitaxia. Ekkor a negatív szennyezőket tartalmazó gáz átáramoltatása juttatja a félvezetőbe a szennyezőket. Például GaAs dópolása esetén hidrogén-szulfidot áramoltatnak át a félvezetőn, amitől a kén beépül a félvezető szerkezetébe.<ref name="Schubert"><span class="citation book">Schubert, E. F. (2005). </span></ref> A gyakorlatban gyakran van szükség arra, hogy a félvezetőnek csak egy vékony tartománya legyen dópolt.<ref name="Deen"><span class="citation book">Deen, William M. (1998). </span></ref> <span class="cx-segment" data-segmentid="138"></span>
 
Bár a dópolási jelleg n-ből p-be és vissza fordítható újabb és újabb dópolási lépésekkel (ugyanis ez az elektron és lyuk típusú töltéshordozók számának különbségétől függ), de fontos következmény, hogy a [[Elektron mobilitás|töltéshordozó mobilitás]] eközben egyre csökken, ugyanis az nem a donor és akceptor ionok számának különbségétől függ, hanem ezek össz számával van összefüggésben.
== Előállítás ==
 
=== A dópolás hatása a mágneses jellemzőkre ===
Az úgynevezett mágneses dópolással kapcsolatos kutatások rámutattak, hogy bizonyos dópolási folyamatok olyan jellemzőkre is hatással lehetnek, mint az anyag hőkapacitása, mely a mágneses jellemzőkkel kapcsolatban áll.<ref>Hogan, C. M. (1969). [http://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.188.870 Density of states of an insulating ferromagnetic alloy.] ''Physical Review'', ''188''(2), 870.</ref><ref>Zhang, X. Y., & Suhl, H. (1985). [http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.32.2530 Spin-wave-related period doublings and chaos under transverse pumping.] ''Physical Review A'', ''32''(4), 2530.</ref>
 
== Eljárásai ==
 
=== Gőzfázisú dópolás ===
Az n-típusú félvezetők előállításának egyik lehetséges módja a gőzfázisú epitaxia. Ekkor a negatív szennyezőket tartalmazó gáz átáramoltatása juttatja a félvezetőbe a szennyezőket. Például GaAs dópolása esetén hidrogén-szulfidot áramoltatnak át a félvezetőn, amitől a kén beépül a félvezető szerkezetébe.<ref name="Schubert"><span class="citation book">Schubert, E. F. (2005). </span></ref> A gyakorlatban gyakran van szükség arra, hogy a félvezetőnek csak egy vékony tartománya legyen dópolt.<ref name="Deen"><span class="citation book">Deen, William M. (1998). </span></ref> <span class="cx-segment" data-segmentid="138"></span>
 
=== Dópolás a szelet gyártásakor ===
Néhány szennyező hozzáadása már a szelet előállításkor hozzáadható a félvezetőhöz. Például szilícium gyártásakor a Czochralski-módszer során már a szilícium olvadékhoz hozzáadható bór vagy foszfor, így az elkészült szeletek már eleve uniform módon dópoltak.<ref><span class="citation book">Levy, Roland Albert (1989). </span></ref> Az összetetteb struktúrákban egyes tartományok szelektív dópolására van szükség, ami a félvezető felületének például [[Fotolitográfia|fotolitográfiával]] történő maszkolásával érhető el<ref><span class="citation web">[http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1955-Photolithography.html "Computer History Museum - The Silicon Engine&#x7C;1955 - Photolithography Techniques Are Used to Make Silicon Devices"]. </span></ref>, illetve a [[diffúzió]]<ref>[http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1954-Diffusion.html Computer History Museum - The Silicon Engine] 1954 - Diffusion Process Developed for Transistors</ref> és az ionimplantáció is gyakori módszerek az ipari gyakorlatban.
 
=== Szerves vezetők dópolása ===
Már alacsony szennyező koncentráció is nagy hatással lehet a félvezető elektromos jellemzőire. Ha a szennyezők koncentrációja a tömbi anyag atomjaihoz képest százmilliomod résznyi, akkor ''alacsony dópolási szintről'' beszélünk, ha viszont a szennyezők aránya tízezred résznyi, akkor at mondjuk, hogy az anyag ''erősen dópolt''. A dópolási szint jelölése a megfelelő típus betűjele melletti + és - jellel történik, pl. p-, n++, stb.
A [[vezető polimer]]ek dópolása oxidálószer vagy olykor redukálószer hozzáadásával történik, melynek következtében töltéshordozók jelennek meg a polimer vezető molekulapályáin (ha vannak ilyen molekulapályák). Alapvetően két eljárást alkalmaznak vezető polimerek dópolására, ezek [[Redoxireakció|redoxifolyamatokon]] alapulnak:
# '''Kémiai dópolás''' során egy polimer (például melanin) vékonyréteget oxidálószernek tesznek ki (pl. [[jód]], [[bróm]]). Más (kevésbé gyakori) eljárás szerint az anyagot redukálószerrel hozzák reakcióba, ehhez gyakran [[alkálifémek]]et alkalmaznak.
# '''Elektrokémiai dópolás''' során egy polimerrel bevont elektródát olyan elektrolitba merítenek, melyben a polimer nem oldódik. Elektromos potenciálkülönbséget hoznak létre az elektródák között, minek hatására az elektrolit megfelelő ionjai és a polimer között redoxireakció jön létre. Ennek során elektron elvonás vagy elektron leadás történik a polimeren, mely rendre n- illetve p-típusú dópolást alakít ki.
A vezető polimerek n-dópolása kevésbé gyakori, ugyanis a földi légkör oxidáló közeg, így az elektronban gazdag n-dópolt félvezető polimerek a légkör oxigénjével reakcióba lépve hamar elveszítenék töltéshordozóikat. Emiatt a kémiai n-dópolást inert gáz jelenlétében (pl. [[argon]]ban) szokták végezni. Mivel laboratóriumi körülmények között az oldatok oxigénmentes kezelése egyszerű, így a fizikai kutatásokban gyakori az n-dópolású polimerek alkalmazása, még ha gyakorlati alkalmazásuk akadályokba is ütközik.<ref>Friend, R. H., Gymer, R. W., Holmes, A. B., Burroughes, J. H., Marks, R. N., Taliani, C. D. D. C., ... & Salaneck, W. R. (1999). [http://www.nature.com/nature/journal/v397/n6715/abs/397121a0.html Electroluminescence in conjugated polymers.] ([http://www2.ece.ohio-state.edu/~berger/courses/ee835_02_aut02/1999jan_nature_friend_review.pdf PDF]) ''Nature'', ''397''(6715), 121-128.</ref>
 
=== Dópolás neutronindukált transzmutációval ===
A szilícium foszforral való (n-típusú) dópolásának egyik megvalósítása a neutron transzmutációs dópolás (NTD), mely során a szilíciumban jelen levő <sup>30</sup>Si izotóp neutronbesugárzás hatására foszforrá alakul az alábbiak szerint:<ref name="neutrondop" />
 
::: <math>
^{30}\mathrm{Si} \, (n,\gamma) \, ^{31}\mathrm{Si} \rightarrow \, ^{31}\mathrm{P} + \beta^- \; (\mathrm{T}_{1/2} = 2.62 h). </math>
 
A magreakciót úgy valósítják meg, hogy a dópolandó szilíciumot egy atomreaktorból származó neutronnyalábba helyezik. Ahogy a neutron áthalad a szilíciumon, egyre több magreakció jöhet létre, így a foszfor koncentrációja és ezzel a dópolás erőssége finoman beállítható. Az eljárást a nagy erőforrásigénye miatt ugyan ritkán alkalmazzák, de mivel igen uniform dópolási koncentráció érhető el, így egyes alkalmazások megkívánják a használatát.<ref>B. J. Baliga, ''[http://www.osti.gov/scitech/biblio/6719122 Modern Power Devices]'', p.32, John Wiley & Sons, New York (1987).</ref><ref>Schmidt, P. E., & Vedde, J. (1998). High resistivity NTD-production and applications. In ''Electrochemical Society Proceedings'' (Vol. 98, No. 13, p. 3).</ref><span class="cx-segment" data-segmentid="138"></span>
 
== Gyakori szennyezők ==
54 ⟶ 83 sor:
[[Nitrogéncsoport|V. főcsoportbeli]] elemekkel - például foszforral - dópolt szilíciumban a foszfor atomok körül több [[vegyértékelektron]] tartózkodna, mint ami kötést tud létesíteni és mivel ezek energiája közel esik a vezetési sávhoz, termikus gerjesztés hatására könnyen átlépnek a vezetési sávba, miközben atomtörzsükről leválva delokalizálódnak. Így az anyag n-típusú félvezetővé válik. Ehhez hasonlóan, ha [[Földfémek|III. főcsoportbeli]] elemmel dópolunk szilíciumot, melyek negyedik vegyértékelektronja hiányzik, tört kötések keletkeznek, melyeket a szilárdtestfizika [[elektronlyuk]]akként ír le. Az elektronlyukak koncepciója szerint a hiányzó elektronokat pozitív töltésű lyukakként képzeljük el, melyek jellemzően a vegyértéksáv tetején terjednek, a rácsban töltéshordozóként elmozdulhatnak. Az szennyezőket szerepük szerint tehát az alábbiak szerint nevezzük: a szilícium esetében V. csoportbeli szennyezőket '''donornak''', míg a III. csoportbelieket '''akceptronak '''nevezzük.
 
=== SzennyezőkJellemző aszennyezők szilíciumban ===
* Akceptor szennyezők (p-típus) 
** '''Bór: '''alacsony diffúziója jól kontrollálható dópolási eljárást tesz lehetővé, így a dópolt tartomány jól szabályozható. A CMOS iparban gyakran alkalmazzák. A dópolás történhet például bór-hidrid gáz diffúziójának alkalmazásával. Jó oldhatósága miatt nagy dópolási koncentrációjú félvezetőkben gyakran alkalmazzák.
73 ⟶ 102 sor:
 
=== Egyéb félvezetők és gyakori szennyezőik ===
A félvezetőipar számos vegyület-félvezetőt alkalmaz, melyek közül néhány széles körben alkalmazott példa:<ref>Grovenor, C. R. (1989). ''[https://books.google.hu/books?id=Ecl_mnz1xcUC&printsec=frontcover&hl=hu&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Microelectronic materials.]'' CRC Press.</ref>
* [[Gallium-arzenid]]
** n-típus: tellúr, kén (As helyett), ón, szilícium, germánium (Ga helyett)
86 ⟶ 115 sor:
** n-típus: gallium (Cd helyett), jód, fluor (S helyett)
** p-típus: lítium, nátrium (Cd helyett)
 
== Töltéskompenzáció ==
Általános esetben egy félvezetőben sokféle szennyező lehet jelen, melyek egy része donor, másik része akceptor jellegű. Ha a donor és akceptor szennyezőkből származó töltéshordozók száma megegyezik, akkor az összes donoroktól származó elektron az akceptoroknál hiányzó elektronokat fogja kompenzálni, azaz sem elektron, sem lyuk jellegű szabad töltéshordozók nem lesznek az anyagban. Ezt a jelenséget nevezzük töltéskompenzációnak. Ha jelen vannak donor és akceptor szennyezők is, de számuk nem azonos, akkor részleges kompenzációról beszélünk. Egymást követő dópolásokkal elérhető, hogy egyazon anyagban különböző tartományok különböző dópolási jellegűek és erősségűek legyenek, mely eljárást sok félvezető eszközben alkalmaznak.<ref>Alan Hastings - The Art of Analog Layout, 2nd ed (2005, ISBN 0131464108)</ref>
 
Bár a dópolási jelleg n-ből p-be és vissza fordítható újabb és újabb dópolási lépésekkel (ugyanis ez az elektron és lyuk típusú töltéshordozók számának különbségétől függ), de fontos következmény, hogy a [[Elektron mobilitás|töltéshordozó mobilitás]] eközben egyre csökken, ugyanis az nem a donor és akceptor ionok számának különbségétől függ, hanem ezek össz számával van összefüggésben.
 
== Szerves vezetők dópolása ==
A [[vezető polimer]]ek dópolása oxidálószer vagy olykor redukálószer hozzáadásával történik, melynek következtében töltéshordozók jelennek meg a polimer vezető molekulapályáin (ha vannak ilyen molekulapályák). Alapvetően két eljárást alkalmaznak vezető polimerek dópolására, ezek [[Redoxireakció|redoxifolyamatokon]] alapulnak:
# '''Kémiai dópolás''' során egy polimer (például melanin) vékonyréteget oxidálószernek tesznek ki (pl. [[jód]], [[bróm]]). Más (kevésbé gyakori) eljárás szerint az anyagot redukálószerrel hozzák reakcióba, ehhez gyakran [[alkálifémek]]et alkalmaznak.
# '''Elektrokémiai dópolás''' során egy polimerrel bevont elektródát olyan elektrolitba merítenek, melyben a polimer nem oldódik. Elektromos potenciálkülönbséget hoznak létre az elektródák között, minek hatására az elektrolit megfelelő ionjai és a polimer között redoxireakció jön létre. Ennek során elektron elvonás vagy elektron leadás történik a polimeren, mely rendre n- illetve p-típusú dópolást alakít ki.
A vezető polimerek n-dópolása kevésbé gyakori, ugyanis a földi légkör oxidáló közeg, így az elektronban gazdag n-dópolt félvezető polimerek a légkör oxigénjével reakcióba lépve hamar elveszítenék töltéshordozóikat. Emiatt a kémiai n-dópolást inert gáz jelenlétében (pl. [[argon]]ban) szokták végezni. Mivel laboratóriumi körülmények között az oldatok oxigénmentes kezelése egyszerű, így a fizikai kutatásokban gyakori az n-dópolású polimerek alkalmazása, még ha gyakorlati alkalmazásuk akadályokba is ütközik.<ref>Friend, R. H., Gymer, R. W., Holmes, A. B., Burroughes, J. H., Marks, R. N., Taliani, C. D. D. C., ... & Salaneck, W. R. (1999). [http://www.nature.com/nature/journal/v397/n6715/abs/397121a0.html Electroluminescence in conjugated polymers.] ([http://www2.ece.ohio-state.edu/~berger/courses/ee835_02_aut02/1999jan_nature_friend_review.pdf PDF]) ''Nature'', ''397''(6715), 121-128.</ref>
 
== A dópolás hatása a mágneses jellemzőkre ==
Az úgynevezett mágneses dópolással kapcsolatos kutatások rámutattak, hogy bizonyos dópolási folyamatok olyan jellemzőkre is hatással lehetnek, mint az anyag hőkapacitása, mely a mágneses jellemzőkkel kapcsolatban áll.<ref>Hogan, C. M. (1969). [http://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.188.870 Density of states of an insulating ferromagnetic alloy.] ''Physical Review'', ''188''(2), 870.</ref><ref>Zhang, X. Y., & Suhl, H. (1985). [http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.32.2530 Spin-wave-related period doublings and chaos under transverse pumping.] ''Physical Review A'', ''32''(4), 2530.</ref>
 
== Egyetlen atom, mint szennyező ==
A félvezető elektromos, optikai és mágneses jellemzői nagyban függnek a szennyezőktől, mely rengeteg félvezető eszközben nyer alkalmazást. Mára nem csupán a nagy koncentrációban jelen levő, de akár egyetlen atomból álló szennyezők hatásairól is sok ismeret áll rendelkezésre.<ref name=":0">Wang, H., Wang, Q., Cheng, Y., Li, K., Yao, Y., Zhang, Q., ... & Zhang, X. X. (2011). [http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl2031629 Doping monolayer graphene with single atom substitutions.] ([http://www.researchgate.net/profile/Qiang_Zhang43/publication/51848732_Doping_monolayer_graphene_with_single_atom_substitutions/links/00b4952df7e5316d3f000000.pdf PDF]) ''Nano letters'', ''12''(1), 141-144.</ref><ref>Fuechsle, M., Miwa, J. A., Mahapatra, S., Ryu, H., Lee, S., Warschkow,
O., ... & Simmons, M. Y. (2012). [http://www.nature.com/nnano/journal/v7/n4/full/nnano.2012.21.html A single-atom transistor.] ([https://engineering.purdue.edu/gekcogrp/publications/pubs_src/DOC1190_published_nnano.2012.21.pdf PDF]) ''Nature Nanotechnology'', ''7''(4), 242-246.</ref> Ilyen módon dópolt anyagokat alkalmaznak például spintronikai eszközökben.<ref name=":0" /> Az alkalmazások és friss kutatások nyomán jelentős fejlődés történt az egyetlen atomból álló dópolás megvalósításában és karakterizálásában. Az egyetlen atomból álló dópolók témakörét egyes angol nyelvű források ''solotronics'' néven említik.<ref>Koenraad, P. M., & Flatté, M. E. (2011). [http://www.nature.com/nmat/journal/v10/n2/abs/nmat2940.html Single dopants in semiconductors.] ([http://nano.physics.uiowa.edu/publications/review-13.pdf PDF]) ''Nature materials'', ''10''(2), 91-100.</ref><ref>Kobak, J., Smoleński, T., Goryca, M., Papaj, M., Gietka, K., Bogucki, A., ... & Pacuski, W. (2014). [http://www.nature.com/ncomms/2014/140127/ncomms4191/full/ncomms4191.html?message-global=remove&WT.ec_id=NCOMMS-20140129 Designing quantum dots for solotronics.] ([https://www.scienceopen.com/document_file/63a9b2aa-67aa-4d9a-becf-c05bfed377c4/PubMedCentral/63a9b2aa-67aa-4d9a-becf-c05bfed377c4.pdf PDF]) ''Nature communications'', ''5''.</ref>
 
== Dópolás neutronindukált transzmutációval ==
A szilícium foszforral való (n-típusú) dópolásának egyik megvalósítása a neutron transzmutációs dópolás (NTD), mely során a szilíciumban jelen levő <sup>30</sup>Si izotóp neutronbesugárzás hatására foszforrá alakul az alábbiak szerint:<ref name="neutrondop" />
::: <math>
^{30}\mathrm{Si} \, (n,\gamma) \, ^{31}\mathrm{Si} \rightarrow \, ^{31}\mathrm{P} + \beta^- \; (\mathrm{T}_{1/2} = 2.62 h). </math>
A magreakciót úgy valósítják meg, hogy a dópolandó szilíciumot egy atomreaktorból származó neutronnyalábba helyezik. Ahogy a neutron áthalad a szilíciumon, egyre több magreakció jöhet létre, így a foszfor koncentrációja és ezzel a dópolás erőssége finoman beállítható. Az eljárást a nagy erőforrásigénye miatt ugyan ritkán alkalmazzák, de mivel igen uniform dópolási koncentráció érhető el, így egyes alkalmazások megkívánják a használatát.<ref>B. J. Baliga, ''[http://www.osti.gov/scitech/biblio/6719122 Modern Power Devices]'', p.32, John Wiley & Sons, New York (1987).</ref><ref>Schmidt, P. E., & Vedde, J. (1998). High resistivity NTD-production and applications. In ''Electrochemical Society Proceedings'' (Vol. 98, No. 13, p. 3).</ref>
 
== Kapcsolódó szócikkek ==
* [[p-n átmenet]]
* [[Sávszerkezet]]
* [[A félvezető anyagok listája]]
* [[Tiltott sáv]]
* [[Nanotechnológia]]
 
== Fordítás ==
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/wiki/Dópolás