- •3.1. Общие сведения.
- •3.2. Собственные (чистые) полупроводники.
- •3.3. Примесные полупроводники
- •3.3.1. Донорные примеси
- •3.3.2. Акцепторные примеси.
- •3.3.3. Основные и неосновные носители зарядов.
- •3.4. Электропроводность полупроводников.
- •3.5. Воздействие внешних факторов на электропроводность полупроводников
- •3.5.1. Влияние температуры на электропроводность полупроводников
- •3.5.2. Влияние деформации на электропроводность полупроводника.
- •3.5.3. Влияние света на электропроводность полупроводника
- •3.5.4. Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников
- •3.6. Германий
- •3.8. Кремний
- •3.9. Полупроводниковые соединения типа аiiiвv
- •3.10. Полупроводниковые соединения типа aii bvi
- •3.11. Полупроводниковые соединения типа aivbvi
Лекция по дисциплине «Химия радиоматериалов» 2011г дек.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ (для сам. раб.)
3.1. Общие сведения.
Все полупроводниковые материалы делятся на простые полупроводники (ПП) или элементы, полупроводниковые химические соединения и полупроводниковые комплексы. В последнее время также изучаются стеклообразные и жидкие полупроводники. Простых ПП существует около десяти. В современной технике особое значение приобрели кремний (Si), германий (Ge) и, частично, селен (Se).
Материалы |
Атомный № |
D W, эВ |
Подвижн. электронов, см2/В* с |
Подвижн. дырок, см2/В* с |
Ge |
32 |
0.67 |
3900 |
1900 |
Si |
14 |
1.12 |
1400 |
500 |
Se |
34 |
1.79 |
- |
0.2* 10-4 |
Полупроводниковыми химическими соединениями являются соединения элементов различных групп таблицы Менделеева, соответствующие общим формулам АIIВVI (CdS, ZnSe), АIIIВV(InSb, GaAs, GaP ), АIVВVI (PbS, PbSe, PbTe), также некоторые оксиды и вещества сложного состава.
AIII BV
Материалы |
D W, эВ |
Подвижн. электронов, см2/В* с |
Подвижн. дырок, см2/В* с |
GaSb |
0.7 |
5000 |
800 |
InSb |
0.18 |
80000 |
1000 |
GaAs |
1.4 |
8500 |
400 |
InAs |
0.35 |
30000 |
500 |
AII BVI
Материалы |
D W, эВ |
Подвижн. электронов ,с см2/В* с |
Подвижн. дырок, см2/В* с |
ZnS |
3.74 |
140 |
5 |
CdS |
2.53 |
340 |
110 |
HgS |
1.78 |
700 |
- |
ZnSe |
2.73 |
260 |
15 |
AIVBVI
Материалы |
D W, эВ |
Подвижн. электронов, см2/В* с |
Подвижн. дырок, См2/В* с |
PbS |
0.39 |
600 |
700 |
CdS |
0.27 |
1200 |
1000 |
HgS |
0.32 |
1800 |
900 |
К полупроводниковым комплексам можно отнести вещества с полупроводящей или проводящей фазой и карбида кремния, графита, сцепленных керамической или другой связкой. Наиболее распространенными из них являются тирит, силит и др. c шириной запрещенной зоны 0.75 ч 1.35 эВ.
3.2. Собственные (чистые) полупроводники.
На внешней оболочке атомов простых полупроводников имеется четыре валентных электрона. Когда атомы связываются в кристаллическую решетку, эти электроны становятся общими для ближайших четырех атомов, такая связь называется ковалентной.
Рис. 3.1.Кристаллическая решетка собственного полупроводника
В невозбужденном состоянии свободных электронов нет. Но при внешнем энергетическом воздействии какому-либо электрону сообщается дополнительная энергия, он отрывается от атома и начинает свободно перемещаться по кристаллу. Но при этом на его месте образуется электронная дырка. Т.о. процесс генерации носителей в собственном полупроводнике – образование электронно-дырочной пары. А процесс исчезновения этой пары, т.е., когда дырка встречается с электроном – рекомбинация.
Дырки и электроны, образованные в процессе генерации, есть собственные носители зарядов ni , pi.