Kraftig dopning

Stark dopning observeras vid höga föroreningskoncentrationer. Deras interaktion leder till kvalitativa förändringar i halvledarnas egenskaper . Detta kan observeras i kraftigt dopade ledare som innehåller föroreningar i så höga koncentrationer N pr att medelavståndet mellan dem, proportionellt mot N 1/3 pr , blir mindre än (eller i storleksordningen) medelavståndet a, vid vilket elektronen eller hål som fångas av det är lokaliserat från föroreningen . Under sådana förhållanden kan laddningsbäraren inte lokaliseras i något centrum, eftersom den alltid är på ett jämförbart avstånd från flera identiska föroreningar samtidigt. Dessutom är effekten av föroreningar på elektronernas rörelse i allmänhet liten, eftersom ett stort antal bärare med ett laddningstecken motsatt laddningen av föroreningsjoner skärmar (det vill säga avsevärt försvagar) det elektriska fältet för dessa joner . Som ett resultat visar sig alla laddningsbärare som introduceras med dessa föroreningar vara fria även vid de lägsta temperaturerna .

Kraftigt dopingtillstånd

N 1/3 pr × a ~ 1 uppnås lätt för föroreningar som skapar nivåer med låg bindningsenergi (grunda nivåer). Till exempel, i Ge och Si dopade med föroreningar av grupp III- eller V-element, är detta villkor uppfyllt redan vid Npr ~ 1018–1019 cm – 3 , medan det är möjligt att införa dessa föroreningar i koncentrationer upp till Npr ~ 1021 cm −3 vid densiteten av atomer i huvudämnet ~ 5⋅10 22 cm −3 .