3.4 Legierungen  

  Bei der Mischung von Halbleitern können drei Fälle auftreten:

1.

Die Bestandteile sind nicht mischbar (Mischungslücke,``phase separated'') oder tendieren zu mikroskopischen Zusammenballungen (``clustering''),

2.

sie formen eine geordnete periodische Struktur genannt Übergitter (``superlattice'')  ,

3.

oder sie bilden eine Legierung (``alloy'').

Legierungen, bei denen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Atoms einer Spezies vollkommen unkorreliert und nur proportional zum Anteil dieser am Ausgangsmaterial ist, nennt man perfekte Legierung  (``random alloy'') . Im Falle von Legierungen aus Verbindungshalbleitern bedeutet dies weiters, daß Kationen beziehungsweise Anionen einer Verbindung gemäß der jeweiligen Anteile nur an Kation- beziehungsweise Anionplätzen des Gitters eingebaut werden. Der Grad der Ordnung (Korrelation) ist abhängig von den Bindungsenergien der beteiligten Spezien zueinander und mikroskopischen thermodynamischen Wachstumsbedingungen, er ist ein wichtiger Bestimmungsparameter für die Bandstruktur und andere Größen. Mit den heutigen Wachstumsverfahren sind alle angeführten Morphologien zu erzeugen. Technisch ist man entweder an perfekten Legierungen oder an Übergitterstrukturen interessiert.

In der Folge werden ab jetzt immer perfekte Legierungen angenommen, in der Folge kurz Legierungen  genannt, die Anteile von Legierungsbestandteilen nennt man Konzentrationen  (``mole fraction'' ). Durch die mikroskopisch zufällige Verteilung der Komponenten wird die Kristallsymmetrie und damit die Symmetrie der Bandstruktur im Gegensatz zu den anderen Fällen nicht verändert, das heißt die analytische Bandstruktur aus Abschnitt 3.2 bleibt verwendbar. Andererseits ist die zufällige Verteilung der Bestandteile aber eine Störung des idealen Kristalls und bedingt als solche einen zusätzlichen Streuprozeß, die Legierungsstreuung  (``alloy scattering''), vgl. dazu Abschnitt 6.1.2.