兩性雜質

在半導體中既起施主作用、又起受主作用的雜質，就稱為兩性雜質（摻雜劑）。例如GaAs中的Si，就是兩性摻雜劑，當它取代Ga原子時即提供了一個附加的電子，則為施主雜質；當它取代As原子時即缺少了一個電子，則為受主雜質。一般，只要GaAs中的Si濃度不是特別大，Si都是起施主作用。

基本介紹

• 中文名：兩性雜質
• 外文名：amphoteric impurity
• 類別：電子科學技術

分凝係數和占位比的計算

由於相圖理論在晶體生長等方面的重要作用而受到了廣泛重視，研究了二元，三元甚至四元相圖理論，並成功地用於計算化合物半導體生長及其滲雜情況，如III-v族化合物GaAs及摻人各種lI，vI，族雜質的情況已有不少報導·但由於Iv族元素在III-v族化合物中的複雜性，例如lV族元素在III-v族化合物中既可以占III族元素的位置又可以占v族元素的位置，起兩種雜質的作用，即可成為施豐又可成為受主，而且兩種占位情況的Iv族元素還可以相互轉變，因此這是一個贗四元系統，但又比普通的四元系統複雜。因此有關這種情況的報導比較少。Hurle曾計算了在液相外延GaAs‘時雜質Ge釣介凝係數與生長溫度的關係、’他是根據固相與液相達到平衡，用質量作用定律和電中性條件導出IV族雜質Ge在GaAs中的分凝係數與外延生長溫度的關係，並根據Neumann報導的占位比與生長溫度無關且恆等於0.18的實驗結果，確定了待定參數。Hurle的計算結果與Neumann的實驗結果相一致。但有新的實驗證據表明占位比是與生長溫度有關的，而且否定了Neumann的分凝係數與生長溫度關係的實驗。因此有必要重新考慮Ge在GaAs中的占位情況和分凝係數與生長溫度的變化關係。

表面能帶彎曲、相互作用參數以及熔化嫡

在LPE生長過程中，如果在外延層中雜質擴散快，而且生長速度較慢，則有可能在固體體內和液相建立熱力學平衡，其條件是D/L₁v>10，其中D是雜質擴散係數，L₁，是Debye長度，v是生長速度，如果D/L₁v<0.1則是固相表面和液相建方平衡。GaAs摻Ge外延的典型條件是，v~10^-6cm/s。L1=(RTs/q²n)^1/n=10^-5~10^-6cm，D≤10^-13cm²/s，則/DL，v<0.1，所以在GaAs摻Ge的生長條件下固相表面與液相建立平衡，而不是整個固相體內與液相建立平衡。外延層與液體的界面處能帶的彎曲使體內和界面處的化學勢不同，所以必須考慮GaAs表面能帶的彎曲的影響。

通過對實驗數據擬合來考慮固相中的相互作用參數。Thurmond得出在許多二元溶液中，a是溫度的線性函式，發現將該結果推廣到固相中GaAs和GaGe以及GaAs和GeAs間的相互作用參數是不適當的。lnk一l/T關係在實驗溫度範圍內，550℃至950℃近似為一條直線，無法與實驗點擬合。若保留相互作用參數中溫度的二次項，即設a²是溫度的二次函式，則可以非常好地擬合實驗數據了。由此可見，不能將液相中相互作用參數的線性關係簡單地推廣到固相巾的相互作用參數，固相中相互作用參數是溫度的更為複雜的函式。

占位比與溫度倒數的關係

從理論可以推測出在實驗溫度以外的液相外延以及熔體生長的Ge的摻雜特性。說明熔體生長時Ge在GaAs中主要占Ga位成為施主，而不是象液相外延時主要占As位，即熔體生長摻Ge的GaAs材料是n型而不象液相外延時得到p型材料。熔體生長時占Ga位的Ge和占As位的Ge原子濃度之比為1.59。這與已有的文獻報導的實驗結果符合的很好。表示出了理論推測結果與文獻報導的實驗結果是一致的。

從擬合結果還可以預言，Ge在GaAs中從主要占Ga位至主要占As位的轉變，即生長出的材料從n型到p型的轉變大約發生在生長溫度為1235℃左右，即液相外延的生長溫度比熔點低不到10℃就出現了轉變Hurle預言轉變溫度在熔點以下不到100℃，而Teramoto估計轉變溫度比熔點低120℃，但Hurle和Teramoto均未考慮固相的活度係數得到的轉變溫度都比較高，因此，從液相外延生長的摻Ge的GaAs外延層總是p型的。

混合樹脂吸附兩性黴素B雜質比例

兩性黴素B為多烯類抗真菌抗生素，臨床上用於治療深部真菌引起的內臟或全身感染，隨著廣譜抗菌素和皮質激素的廣泛套用，腫瘤和化療病人的增多，介入治療和深靜脈置管技術的開展，真菌深部感染的發生率大幅度上升。

大孔吸附樹脂是一類不含交換基團，且具有大孔網狀結構的高分子吸附樹脂，具有物理化學穩定性高、比表面積大、吸附容量大、選擇性好、吸附速度快、再生處理方便等優點，已廣泛套用於藥物成分的提取、分離、純化工作中。

分析方法HPLC法兩性黴素B含量測定

儀器：高效液相色譜儀，Agilent1100。

流動相A：乙腈—甲醇—含0.073%乙二胺四乙酸的0.05mol/L醋酸銨溶液（用冰醋酸調節pH值至5.0）（260：450：320）；流動相B：乙腈—甲醇（260：450）；檢測波長：405nm；流速：1.0mL/min；進樣量：20μL。

取供試品溶液10mL，加0.01mol/L鹽酸溶液100μL，置60 ℃水浴加熱10min，冷卻後，取1mL，置10mL容量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，注入色譜儀，記錄色譜圖，在兩性黴素B峰的相對保留主峰時間約為0.6倍處有一雜質峰，理論板數按兩性黴素B峰計算不低於3000。

先以流動相A洗脫，待兩性黴素B洗脫後，進行線性梯度洗脫。精密量取對照溶液注入色譜儀，調節檢測靈敏度，使主峰高約為滿量程的25%。

供試品溶液製備：取供試品25mg，精密稱定，置50mL棕色容量瓶中，緩慢滴加二甲基亞碸（DMSO）並旋搖，使其均勻地分散在DMSO中，再加DMSO使其溶解並稀釋至刻度。精密量取2mL，置50mL棕色容量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻。製備1份，進樣1針。

對照溶液製備：精密量取供試品溶液2mL，置100mL棕色容量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻。製備1份，進樣2針，RSD≤5.0%。

精密量取供試品溶液和對照溶液，分別注入色譜儀，記錄色譜圖。

實驗方法

裝柱：不同比例的2種樹脂，濕法裝柱300mL至600mm×50mm層析柱，柱內保留過樹脂層10cm的pH為3.8～4.2的流動相吸附過程備用。

樣品溶解：將10g兩性黴素B置於比例為1：2的DMF和甲醇混合溶劑中，調pH至4.5，以50r/min攪拌溶解，將溶解好的溶液放入18～20 ℃的恆溫水浴鍋中，保溫備用。

吸附：將保溫後的兩性黴素B溶液（18～23 ℃），用恆流泵以15mL/min的速率注入層析柱內，10mL/min的溶液速率過樹脂柱，總過柱時間為65～70min，柱內流動相控制為pH至3.5～5.0。

第一次混合比例樹脂過柱

以10g兩性黴素B為溶解量，總樹脂量300mL，並分別以D832和D816 2種樹脂混合比例為3：7、4：6、5：5、6：4、7：3，在兩性黴素B溶解溫度為18～20 ℃、柱內流動相pH為3.8～4.2條件下，以10mL/min的過柱速率吸附溶解液中的雜質。

第一次混合樹脂過柱條件及結果

從第一次混合比例樹脂結果數據可以看出，在其他吸附條件相同的條件下，當樹脂混合比例趨向於D832：D816為4：6時，樹脂吸附兩性黴素B雜質的效果最優，產物最大單雜為1.59%，總雜為6.29%。因此，以D832：D816比例為4：6基礎進行最佳吸附樹脂比例的細化。

第二次混合比例樹脂過柱

以10g兩性黴素B為溶解量，總樹脂量300mL，並分別以D832和D816兩種樹脂混合比例為3.4：6.6、3.6：6.4、3.8：6.2、4.0：6.0、4.2：5.8、4.4：5.6、4.6：5.8，在兩性黴素B溶解溫度為18～20 ℃，柱內流動相pH為3.8～4.2條件下，以10mL/min的過柱速率吸附溶解液中的雜質。

第二次混合樹脂過柱條件及結果

第二次混合比例樹脂過柱結果表明在D832：D816樹脂比為3.6：6.4的情況下，樹脂對兩性黴素B雜質的吸附效果最好，最大單雜為1.45，總雜為5.60，較其他比例的混合樹脂吸附雜質效果更加顯著。