Полупроводниковые материалы

Полупроводниковые материалы, физика полупроводники — вещества с чётко выраженными свойствами полупроводников в широком промежутке температур, включая комнатную, являющиеся основой для создания полупроводниковых приборов.

Полупроводники — материалы, по своей удельной проводимости занимающие промежуточное место между проводниками и диэлектриками, и отличающиеся от проводников мощной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия разных видов излучения. Основным свойством полупроводников является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Полупроводниками являются кристаллические вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка электрон-вольта (эВ). Скажем, алмаз дозволено отнести к широкозонным полупроводникам (около 6 эВ), а арсенид индия — к узкозонным (0,35 эВ). К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), большое число сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.).

Атом иного химического элемента в чистой кристаллической решётке (скажем, атом фосфора, бора и т. д. в кристалле кремния) именуется примесью. В зависимости от того, отдаёт ли примесной атом электрон в кристалл (в вышеприведённом примере – фосфор) либо захватывает его (бор), примесные атомы называют донорными либо акцепторными. Нрав примеси может меняться в зависимости от того, какой атом кристаллической решётки она замещает, в какую кристаллографическую плоскость встраивается.

Проводимость полупроводников крепко зависит от температуры. Возле температуры безусловного нуля полупроводники имеют свойства диэлектриков.

Прежде каждого, следует сказать, что физические свойства полупроводников особенно изучены по сопоставлению с металлами и диэлектриками. В немалой степени этому содействует большое число результатов, которые не могут быть отслеживаемы ни в тех, ни в других веществах, раньше каждого связанные с устройством зонной конструкции полупроводников, и наличием довольно тесной запрещённой зоны. Безусловно же, основным толчком для постижения полупроводников является производство полупроводниковых приборов и интегральных микросхем — это в первую очередь относится к кремнию, но затрагивает и другие соединения (Ge, GaAs, InP, InSb).

Кремний — непрямозонный полупроводник, оптические свойства которого обширно применяются для создания фотодиодов и ясных батарей, впрочем его дюже сложно принудить трудиться в качестве источника света, и тут вне соперничества прямозонные полупроводники — соединения типа AIIIBV, среди которых дозволено выделить GaAs, GaN, которые применяются для создания светодиодов и полупроводниковых лазеров.

Собственный полупроводник при температуре безусловного нуля не имеет свободных носителей в зоне проводимости в различие от проводников и ведёт себя как диэлектрик. При легировании обстановка может поменяться.

Органические полупроводники — твёрдые органические вещества, которые имеют (либо приобретают под влиянием внешних воздействий) электронную либо дырочную проводимости.

К органическим полупроводникам относятся органические красители (скажем, метиленовый голубой, фталоцианины), ароматические соединения (нафталин, антрацен, виолантрен и др.), полимеры с сопряжёнными связями, некоторые природные пигменты (хлорофилл, бета-каротин и др.), молекулярные комплексы с переносом заряда, а также ион-коренные соли. Органические полупроводники существуют в виде монокристаллов, поликристаллических либо аморфных порошочен и плёнок.

 

Комментарии и пинги к записи запрещены.