- •1.Классификация полупроводниковых и диэлектр. Соединений. Ионные радиусы.
- •2.Закономерности образования п/п соединений. Правило Музера-Пирсона.
- •4.Двойные алмазоподобные п/п соединения.Соединения Типа а3в5
- •5.Хим. Связи и атомн. Структура алмазоподобных п/п соединений а3в5 . Антиструктурные дефекты.
- •6.Свойства соединений а3в5 (в том числе арсенида галлия, антимонида индия, нитрида галлия и твердых растворов на их основе.)
- •7.Химические связи, атомная структура и свойства соединений а2в4 и твердых растворов на их основе
- •8/ Химические связи, атомная структура и свойства соединений а4в4 /Полиморфные превращения SiC
- •9. Химические связи, атомная структура и свойства соединений а23в34
- •10. Химические связи, атомная структура и свойства соединений а52в63. И твердых растворов на их основе
- •11.Закономерности образования тройных алмазоподобных фаз. Класс соединений а3в5
1.Классификация полупроводниковых и диэлектр. Соединений. Ионные радиусы.
Химические связи в полупроводниковых и диэлектрических соединениях «организованы» более сложно, чем в элементарных полупроводниковых веществах. В образовании химических связей в соединениях участвуют разноименно заряженные ионы, что приводит к появлению ионной составляющей связи. В результате в полупроводниковых соединениях связи носят ковалентно-ионный или ковален-тно-ионно-металлический характер.В полупроводниковых и диэлектрических соединениях основные физические свойства зависят от доли той или иной составляющей связи. Эту особенность необходимо учитывать при разработке состава соединений разного назначения. Общепринятой классификации двойных полупроводниковых соединений нет. Примем наиболее рациональную классификацию, получившую и наибольшее распространение. Она основана на объединении в один класс соединений, имеющих одинаковую стехиометричес-кую формулу и образованных элементами, расположенными в одинаковых группах Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. При этом элементы, находящиеся в подгруппах с меньшими номерами, обозначаются буквой А, а в подгруппах с большими номерами — буквой В. Например, соединения класса А}11В^ (ОаАз, ОаР, 1п8Ь) образованы элементами ШВ и УВ подгрупп, входящими в соединения в эквивалентных соотношениях, а соединения класса А^В™ (В12Те3, 8Ь2Те3) — элементами УВ и У1В подгрупп в соотношении 2 : 3. Таким образом, формула класса является обобщенной стехиометрической формулой соединений, объединенных в этот класс.
2.Закономерности образования п/п соединений. Правило Музера-Пирсона.
К двойным полупроводниковым фазам относятся двойные полупроводниковые соединения и твердые растворы между ними. Химические связи в этих фазах смешанные с преобладанием ковалентной составляющей; чаще всего это ковалентно-ионно-металли-ческие связи, реже — ковалентно-ионные. Ионная составляющая связи обусловлена тем, что двойные фазы построены из атомов, принадлежащих разным группам. Она определяет вероятность принадлежности электронов связи одному из атомов, образующих связь; если эта вероятность равна 1/2, ионная составляющая равна нулю. Металлическая составляющая характеризует степень размытия «облака» валентных электронов, осуществляющих химическую связь.Подобно тому, как в случае элементарных полупроводников обобщенной качествен-
ной характеристикой химической связи в подгруппе является порядковый номер элемента, в случае двойных соединений такой характеристикой связи в одном классе соединений является средний атомный номер соединения:
г где С{ — число атомов г-го компонента в формульной единице; г{ — порядковый номер г-го компонента.Например, средний атомный номер арсе-нида галлия (ОаАз) равен 32: 2°аАз = = (31 + 33)/2, а средний атомный номер полуторного теллурида индия (1п2Те3) — 50,8: 21п2те3 = (2 . 49 + 3 • 52)/5.
1. Во всех таких соединениях выполняется соотношение, предложенное канадскими исследователями Э. Музером и В. Пирсоном (правило Музера—Пирсона):
где пе — число валентных электронов, приходящихся на формулу соединения (точнее, число электронов, участвующих в образовании связей); па — число атомов элемента-аниона (элемента из 1УВ—УПВ подгрупп), приходящихся на формулу соединения; b — среднее число химических связей между атомами элемента-аниона, приходящееся на один атом аниона; определение величины b требует знания кристаллической
структуры соединения.
3.закономерности образования п/п соединений. Правило Горюновой
Алмазоподобные полупроводниковые фазы возникают при образовании ковалентных связей, обусловленных Sр3-гибридизаци-ей валентных орбит, и для них характерно тетраэдрическое расположение атомов в первой координационной сфере. Для двойных алмазоподобных полупроводниковых соединений, помимо четырех общих правил, выполняется следующее правило: в этих фазах на каждый атом в среднем приходится четыре валентных электрона — правило «четырех валентных электронов на атом» (правило Горюновой) В отличие от элементарных полупроводников, в двойных соединениях атом одного сорта окружен четырьмя атомами другого сорта. Алмазоподобные фазы кристаллизуются в структуру сфалерита или вюрцита (см. рис. 4.1), а также в более сложные структуры (антифлюорит, дефектный сфалерит).
Рис. 4.1. Структуры сфалерита (а) и вюрцита (б)