Mik félvezetők (a - Dummies -)

Ebben a cikkben, nos, nincs semmi rendkívüli fontos és érdekes, de a válasz az egyszerű kérdést, „bábuk”, mik a főbb jellemzői megkülönböztetni félvezetők származó fémet és dielektromos?

Semiconductors - anyagok (kristályok, polikristályos és amorf anyagok, elemek vagy vegyületek), hogy létezik a sávú (között a vezetési és a vegyérték sáv).

Elektronikus félvezetők nevezett kristályok és amorf anyagok, amelyek legnagyobb az elektromos vezetőképesség közötti közbenső, hogy a fémek (σ = április 10 ÷ 10 6 ohm -1 cm -1) és dielektrikumok (σ = 10 -10 ÷ -20 10 ohm -1 · cm -1). Azonban az adott peremfeltételek vezetőképesség értékek nagyon feltételes.

Sáv elmélet lehetővé teszi számunkra olyan kritérium, amely lehetővé teszi a szilárd anyagok két csoportra osztják - fémek és félvezetők (szigetelők). Fémek jellemzi egy szabad vegyérték sáv szintek amelyben elektronok mozogni részesülő további energiát, például miatt gyorsulás egy elektromos mező. A megkülönböztető jellemzője fémek az, hogy lényegében gerjesztett állapotban (0 ° C) vannak vezetési elektronok, azaz elektronok, amelyek részt vesznek rendezett mozgása külső elektromos mező.

A félvezetők és szigetelők 0 K vegyértékkel teljesen betöltötték és a vezetési sáv van választva, és a tiltott terület nem tartalmaz hordozót. Ezért nem túl erős elektromos mező nem képes növelni az elektronok található a vegyérték sáv, és lefordítani őket a vezetési sávban. Más szóval, az ilyen kristályok 0 K tökéletesnek kell lennie a szigetelők. Növekvő hőmérséklettel vagy besugárzását elektronok ilyen kristály elnyeli a hőt sugárzás sugárzó energia vagy, elegendő átmenet a vezetési sávban. A vegyérték sáv, miközben halad lyukak jelennek meg, amely szintén részt vesz az átadás a villamos energiát. A valószínűsége átmenet egy elektront vegyértékelektronját a vezetési sávban arányos (-Eg / kT), ahol a Pl - sávú. Amikor egy nagy értékű Eg (2-3 eV), ez a valószínűsége nagyon kicsi.

Így, az egység anyagok fémek és nemfémek van határozott szubsztrát. Ezzel szemben a szétválás nemfémek a félvezetők és dielektrikumokban egy ilyen keret nem, és teljesen önkényes.

Korábban úgy vélték, hogy a dielektrikumokon tudható be az anyagot, melynek értéke a tiltott sáv Pl ≈ 2 ÷ 3 eV, azonban később kiderült, hogy sokan közülük jellemző félvezetők. Továbbá, kimutatták, hogy attól függően, hogy a szennyezések koncentrációja vagy feleslegben (több mint sztöchiometrikus) az atomok egyik összetevője egy és ugyanazon kristály lehet egy félvezető és szigetelő. Ez vonatkozik, például, hogy kristályokat gyémánt, cink-oxid, gallium nitrid, stb Még tipikus dielektrikumok, például bárium-titanát és stroncium, valamint a rutil részlegesen helyreállítjuk birtokszerzési félvezetők, amely kapcsolatban van a megjelenése ott a felesleges fématomok.

Elosztjuk nemfémek a félvezetők és dielektrikumokban is egy bizonyos értelemben, mint ismert, számos kristályt, elektronikus vezetőképességét, ami nem tudja jelentősen lehetne javítani bevezetésével szennyeződések vagy fény vagy hő. Ez annak köszönhető, hogy vagy nagyon rövid élettartama fotoelektronok vagy a létező mély csapdák kristályok vagy nagyon kicsi az elektronok mozgékonyságát, azaz rendkívül alacsony drift elektromos mező.

A vezetőképesség koncentrációjával arányos n, e, és a töltéshordozó mobilitást. Ezért hőmérsékletfüggése vezetőképessége különböző anyagok határozzák meg a hőmérsékletfüggése ezeket a paramétereket. Minden elektronikus vezetékek díjat e állandó, és független a hőmérséklettől. A legtöbb anyag a mobilitás értéke jellemzően enyhén csökken a hőmérséklet növelésével a megnövekedett intenzitása közötti ütközések elektronok és fonon mozog, azaz a miatt elektron szórás által kristályrács rezgések. Ezért a különböző viselkedése fémek, félvezetők és dielektrikumok elsősorban a töltéshordozó-koncentráció és hőmérséklet-függését:

1) fémek a töltéshordozó koncentráció n értéke magas, és változik a hőmérséklettel enyhén. Változó, benne van az egyenletben az elektromos vezetőképesség, ez a mobilitás. Mivel a mobilitás csökken a hőmérséklettel enyhén csökken és az elektromos vezetőképesség;

2) a félvezetők és dielektrikumokban n általában exponenciálisan nő a hőmérséklettel. Ez a gyors növekedés n teszi a legjelentősebb hozzájárulás a változás képessége, mint a csökkenés a mobilitást. Következésképpen, az elektromos vezetőképesség gyorsan növekszik a hőmérséklet emelkedésével. Ebben az értelemben, a dielektrikumok lehet tekinteni, mint egy korlátozó esetben, mivel a n értéke nagyon alacsony ezekben az anyagokban közönséges hőmérsékleten. Magas hőmérsékleten a vezetőképessége külön dielektrikumok eléri a félvezető réteg növekedése miatt n. Van fordított - alacsony hőmérsékleten, néhány félvezetők vált szigetelők.

1. West A. Solid State kémia. 2. rész Ed. az angol. - Mir, 1988 - 336 p.
2. Modern vettünk. T.4. A fizikai tulajdonságok a kristályok. - M. Nauka 1981.

A diákok a Kar Kémia 501 Csoport: Bezzubov SI Vorobyova NA Efimov AA

Átlag: 7.0 (8 szavazat)

A kutatómunka a hallgatók a 7. félévben. Abstracts a hallgatói tudományos konferencián.
Safronova TV
Tudományos Diákköri Konferencia az Anyagtudományi Kar a Moszkvai Állami Egyetem névadója MV Sciences Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem (MSU FNM) - egy hosszú hagyománya van. Téli konferencia 7 félév - mint hivatkozási pont a diákok, elválaszthatatlan az oktatási folyamat végezzük minősítő munkáját agglegény.

Tanulási tapasztalatok terén a nanotechnológia Technopreneurship

Ebben a felmérésben, kérünk, hogy a tapasztalatok megosztása és a hozzáállás nanotechnológia Technopreneurship és a kapcsolódó területeken. Előre köszönöm a közömbös!

Projekt munka

Ma már egyre népszerűbb az úgynevezett projekt munka diákok, de vannak nagyon eltérő véleményeket e tárgyban. Hálásak lennénk, ha tudna röviden kifejtette véleményét ebben a kérdésben szavazás. Köszönöm előre!