Какви са полупроводници (за - Dummies -)

В тази статия, добре, няма нищо изключително важно и интересно, но отговорът на простия въпрос за "манекени", какви са основните характеристики отличават полупроводници от метали и диелектрици?

Полупроводници - материали (кристали, поликристални и аморфни материали, елементи или съединения) до съществуването на разликата лента (между проводникова и валентните ленти).

Електронни полупроводници наречени кристали и аморфни материали, които най-голямата електрическа проводимост е междинно между това на метали (σ = 10 Април ÷ 10 6 ома -1 cm1) и диелектрици (σ = 10 -10 ÷ -20 10 ома -1 · cm -1). Въпреки това, предвид че стойностите на проводимостта гранични са много условни.

Band теория ни позволява да се формулира критерий, който дава възможност на твърди частици, разделени в два класа - метали и полупроводници (изолатори). Метали, характеризиращи се с свободни нива валентността на групата, към която могат да се движат електрони получаване на допълнителна енергия, например поради ускоряване на електрическо поле. Отличителна черта на метали е, че те имат по същество спокоен глас състояние (при 0 ° С) са проводникова електрони, т.е. електрони, които участват в един подреден движение на външно електрическо поле.

В полупроводници и изолатори при 0 К валентността, напълно населените и лента проводимост се отделя от него и забранената зона не съдържа носител. Ето защо, не е твърде силно електрическо поле не е в състояние да се подобри електроните, намиращи се в валентната зона, както и превръщането им в проводимата зона. С други думи, тези кристали при 0 К трябва да са перфектни изолатори. С повишаване на температурата или облъчване на електрони като кристал могат да абсорбират топлинни лъчи или лъчиста енергия, са достатъчни за преход в групата на проводимост. В валентната зона, докато минават дупки се появяват, които също могат да бъдат включени в прехвърлянето на електроенергия. Вероятността за преминаване на електрон от валентност групата на групата на проводимост е пропорционална (-Eg / КТ), където Eg - забранена зона. Когато голяма стойност Eg (2-3 ЕГ), тази вероятност е много малък.

Така, единични вещества на метали и неметали има определен субстрат. За разлика от неметали дивизия полупроводници и диелектрици такава рамка не и е чисто произволно.

Преди счита, че диелектрици може да се дължи на веществото със стойността на забранения групата Например ≈ 2 ÷ 3 ЕГ, обаче, по-късно е установено, че много от тях са типични полупроводници. Освен това, беше показано, че в зависимост от концентрациите на примеси или излишък (над стехиометрично) на атомите на един от компонентите на една и съща кристал може да бъде полупроводници и изолатор. Това се отнася, например, до кристали на диамант, цинков оксид, галий нитрид и т.н. Дори типични диелектрици, като например бариев титанат и стронций, както и рутил от частично възстановяване придобиват свойства на полупроводници, която е свързана с появата в него на излишните метални атоми.

Разделяне неметали на полупроводници и диелектрици е също известен смисъл, както е известно в продължение на няколко кристали, електронна проводимост, която не може да се подобри значително или чрез въвеждане на примеси или от светлина или топлина. Това се дължи или на много кратък живот на фотоелектроните или наличието на дълбоки капани в кристали или много малка мобилност на електроните, т.е. с изключително нисък процент на дрейф в електрическо поле.

Проводимостта е пропорционална на концентрацията на N, Е, и мобилност такса носител. Следователно, температурната зависимост на проводимостта на различни материали определяне на температурната зависимост на тези параметри. За всички електронни проводници зарежда д е постоянна и не зависи от температурата. В повечето материали стойност мобилност обикновено намалява леко с повишаване на температурата поради повишена интензивност на сблъсквания между електрони и фонони движение, т.е. поради електрон разсейване от кристалната решетка вибрации. Следователно различното поведение на метали, полупроводници и диелектрици се дължи главно на концентрацията на зареждане носител и температурната зависимост:

1) метали, отговарящи концентрация носител п е висока и варира леко с температура. Променлива, включени в уравнението за електрическата проводимост, е мобилността. Тъй като мобилността леко намалява с температура, също така намалява и електрическата проводимост;

2) в полупроводници и диелектрици п обикновено нараства експоненциално с температура. Този бърз растеж на п прави най-значим принос за промяната на проводимост от намалялата мобилност. Следователно, електрическата проводимост се увеличава бързо с повишаване на температурата. В този смисъл, диелектрици може да се разглежда като ограничаване на делото, тъй като стойността на п е много нисък в тези материали при нормални температури. При високи температури на проводимостта на отделни диелектрици достигне полупроводников слой поради растеж п. Налице е обратното - при ниски температури, някои полупроводници стават изолатори.

1. Уест А. Solid State химия. Част 2. Ed. от английски език. - Мир, 1988 - 336 стр.
2. Модерен кристалография. T.4. Физични свойства на кристалите. - М. Наука, 1981.

Студенти от Факултета по химия 501 Група: Bezzubov SI Vorobyova NA Efimov AA

Средно: 7.0 (8 гласа)

изследователската работа на учениците в 7-ми семестър. Резюмета на студент научна конференция.
Safronova телевизия
Научна конференция на студентите от Факултета по материали на Московския държавен университет кръстен MV науките Ломоносов Московския държавен университет (MSU FNM) - са с дългогодишна традиция. Зимна конференция в 7 семестър - като отправна точка за студенти, е неразделна част от учебния процес се извършва отговарящи на работа на бакалавърската.

Учене опит в областта на нанотехнологиите Technopreneurship

В това проучване, ние искаме да споделим опит и отношението ви към нанотехнологиите Technopreneurship и свързаните с тях области. В предварително Ви благодарим за проявеното безразличен!

работата по проекта

Днес тя става все по-популярна т.нар работни проекти студенти, но има и много различни мнения по този въпрос. Ще ви бъдем благодарни, ако можете да изрази накратко мнението му по този въпрос чрез гласуване. Благодаря ви предварително!