为什么半导体中的“正离子填隙”这一缺陷会起到与施主杂质一样提供电子的作用?

首先澄清一个容易混淆的概念，在半导体物理中的“电子”一般理解为“电子载流子”，即位于导带上的电子。所以这里的”正离子填隙“不是提供了电子，而是提供了位于导带的电子。

两个角度去理解：

设问题中的半导体为本征半导体。首先考虑电中性条件，设正离子填隙密度为N，电子载流子密度为n，空穴载流子密度为p。有p+N=n再考虑热平衡条件，np==ni^2联立即可解得n>ni, 即掺杂后电子密度大于原电子密度。注意这里电中性条件适用范围是整个半导体，热平衡条件成立等价于Fermi-Dirac分布适用。

物理直观上，正离子填隙提供了正电中心。这些正电中心破坏了周围价电子形成的共价键（这里假设讨论的半导体是硅），使得他们更容易被激发到导带变成电子载流子，起到了施主杂质的作用。

【晶体缺陷对材料性能的影响】晶体缺陷的存在对材料的性质会产生明显的影响。实际晶体或多或少都有缺陷。适量的某些点缺陷的存在可以大大增强半导体材料的导电性和发光材料的发光性，起到有益的作用；而位错等缺陷的存在，会使材料易于断裂，比近于没有晶格缺陷的晶体的抗拉强度，降低至几十分之一。【晶体缺陷】在理想完整的晶体中，原子按一定的次序严格地处在空间有规则的、周期性的格点上。但在实际的晶体中，由于晶体形成条件、原子的热运动及其它条件的影响，原子的排列不可能那样完整和规则，往往存在偏离了理想晶体结构的区域。这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷，它破坏了晶体的对称性。分为：点缺陷、线缺陷（位错）、面缺陷、体缺陷四种。

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