Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Зонная теория проводимости. Простые и сложные полупроводники.

Электроны в атоме расположены на различных орбитальных уровнях, характеризующихся различной удаленностью от ядра и, соответственно, различной энергией связи электрона с ядром. С одной стороны, можно заметить, что в твердом теле электрон не может не подвергаться электрическому воздействию со стороны соседних атомов — он притягивается к их ядрам и отталкивается их электронами. С другой стороны, два электрона, в силу принципа запрета Паули, не могут находиться на одной орбите в одном и том же энергетическом состоянии, то есть два любых электрона в любом случае находятся на несколько отличающихся друг от друга энергетических уровнях (зонах).

Основные виды энергетических зон:
Валентная зона — размытый на подуровни внешний слой электронной оболочки атомов, который у большинства веществ не заполнен (исключение — инертные газы, но они кристаллизуются лишь при сверхнизких температурах).

Зона проводимости - нижний слой, в котором имеются свободно перемещающиеся электроны. Не обязательно валентная (внешнаяя) зона.
Запрещенная зона – слой в котором не может находиться электрон.

Ширина запрещенной зоны показывает тип материала по электропроводности. Ее отсутствие показывает о том, что материал проводник (металл к примеру). Если ее ширина составляет от 0.1-3 эВ (электрон вольт) то это говорит о полупроводнике. Ширина зоны от 4 эВ и выше говорит о изоляторе (диэлектрике)

Полупроводники – вещества имеющие удельное сопротивление между проводниками и диэлектриками. Отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Делятся по типу проводимости (Электронные (n-negative) и Дырочные (p-positive)) и характеру проводимости (Собственная и примесная)

Простые полупроводники состоят из одного компонента. В основном это представители 4 группы таблицы Менделеева – кремний, германий, олово. Сложные являются уже материалом из нескольких веществ, коих велико разнообразие – Карбид кремния, Нитрид Галлия и так далее. В основном добавками являются вещества из III-V групп периодической таблицы – Алюминий, Индий, Фосфор, Бор, Цинк и т.д.