Proprietà elettroniche in cristalli e eterostrutture semiconduttori

4 Capitolo 1 Solidi cristallini: strutture cri- stalline, reticoli e zone di Bril- louin 1.1 Strutture cristalline Per comprendere il moto dei portatori di carica nei soldi cristallini e specifi- carne la struttura dei loro livelli monoelettronici è necessario in primo luogo darne un’appropriata definizione. In generale si suole intendere con il termine di solido, ogni corpo dotato di struttura cristallina. I solidi si presentano sia sotto forma di monocristalli separati, sia sotto forma di aggregati policristal- lini costituiti da un gran numero di piccoli monocristalli. Nel seguito della dissertazione si utilizzerà il termine cristallo per indicare un monocristallo essendo le proprietà elettroniche degli aggregati policristallini riconducibili a quelle dei monocristalli. Un cristallo è un raggruppamento (o struttura) tri- dimensionale e periodico nello spazio di gruppi di atomi, di ioni ed elettroni, di atomi, o di molecole. Per lo studio teorico delle proprietà di volume dei cristalli vengono considerati monocristalli di dimensioni infinite, così da e- scludere l'influenza della superficie: un monocristallo costituito dalla infinita e regolare ripetizione spaziale di identiche unità strutturali aventi forma di pa- rallelepipedi prende il nome di cristallo ideale o perfetto. Tali unità struttura- li ripetute nello spazio possono essere atomi, gruppi di atomi, molecole o mo- lecole complesse e costituiscono la base della struttura cristallina; la struttu- ra periodica nella quale le unità ripetute del cristallo sono disposte prende il nome di reticolo di Bravais e rappresenta un puro ente geometrico a ciascun punto reticolare del quale corrispondono identicamente le unità strutturali su dette. Dal punto di vista logico una struttura cristallina è individuata fissata la base degli atomi che la costituiscono e fissato il reticolo di Bravais come si può facilmente osservare nella figura (1.1); la relazione logica è: struttura cristallina reticolo di Bravais base (1.1) Esempi di composti chimici che in natura solidificano in strutture cristalline sono il cloruro di potassio (KCl), il cloruro di sodio (NaCl), il bromuro di po-