Propriétés électroniques et schémas de bandes dans les semi-conducteurs amorphes. I. Concepts fondamentaux

LEPOFI, Faculté des Sciences, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, France

Résumé

Dans la première partie de cet article nous présentons les concepts fondamentaux qui ont permis à Mott de proposer un schéma de bandes pour les semi-conducteurs amorphes : en partant des constatations de Ioffe et Regel sur les valeurs possibles du libre parcours moyen dans un solide réel, nous déduisons, dans le cadre du modèle de Mott-Anderson pour l'énergie potentielle, la forme des fonctions d'onde représentatives d'un milieu plus ou moins ordonné. L'étude de la compatibilité des états localisés avec la définition de la localisation de Mott nous a parallèlement amené à développer le formalisme conduisant à la formule de la conductivité de Kubo-Greenwood obtenue sous sa forme classique et sous la forme de Mott. Enfin, nous présentons avec leur justification les différents schémas de bandes qui ont été successivement proposés pour les semi-conducteurs amorphes.

Abstract

In this first part, we present the theoretical basis proposed by Mott on amorphous semiconductors: the wave functions describing the Mott-Anderson potential are deduced from the available values of the mean free path calculated by Ioffe and Regel. In the case where localized states appear, we verify that the corresponding wave functions are consistent with the definition of the Mott localisation: so we present the general formalism leading for the conductivity at the Kubo-Greenwood formula and at the particular expression of Mott. Finally, we present with their interpretation the successive schemes for the band structure of amorphous semiconductors.