ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свойства германия из "Металлургия редких металлов Издание 2 " Даже весьма чистый германий при комнатной температуре хрупок, но выше 550° С поддается пластической деформации. [c.373] Германий, подобно кремнию, является полупроводником, что обусловливает все возрастающее его применение в полупроводниковой электронике. В связи с этим необходимо кратко рассмотреть важнейшие свойства полупроводников. [c.373] Понятие о полупроводниках. Электрические свойства германия [1—4, 12]. [c.373] По электропроводности все вещества делятся на три группы. Проводники— вещества, хорошо проводящие ток (металлы и их сплавы), их электропроводность (у) лежит в пределах 10 —10 ол1 -сж-. Изоляторы — вещества, практически не проводящие ток (например, кварц, слюда, асбест и др.) Y= 10- ч-10 5- ом- -см- Полупроводники — вещества, занимающие по своей проводимости промежуточную область между проводниками и изоляторами (у = 10 - ол - сж ) к ним относится ряд элементов (кремний, германий, селен, теллур и др.) и различные соединения (некоторые окислы, сульфиды, интерметаллические соединения и др.). [c.373] Различия в проводимости между тремя перечисленными выше группами веществ хорошо объясняются зонной теорией, сущность которой состоит в следующем. [c.374] Как видно из рис. 152, проводники, полупроводники и изоляторы различаются величиной запрещенной зоны. У проводников она практически отсутствует, т. е. все электроны заполненной зоны легко (с ничтожной затратой энергии) переходят в зону проводимости. У изоляторов запрещенная зона широкая. Чтобы перевести электроны из заполненной зоны в зону проводимости, требуется столь большая затрата энергии, что практически у таких тел электропроводность отсутствует. У полупроводников запрещенная зона узкая. Требуется сравнительно малая затрата энергии (нагревание, освещение тела, приложение электрического напряжения) для перемещения электронов в зону проводимости. [c.374] Однако возможен и другой вид проводимости. Когда в результате внешнего воздейств1ия из валентной зоны удаляется один электрон, остается пустое место (его называют дыркой). [c.375] К примесям, создающим электронную проводимость германия (донорные примеси), относятся элементы с валентностью выще четырех, например мышьяк, сурьма, фосфор. Их действие обусловлено тем, что при замещении атома германия в кристаллической решетке пятивалентным элементом пятый электрон слабо связан с атомом и легко переходит в зону проводимости (см. рис. 153). К примесям, вызывающим дырочную проводимость (акцепторные примеси), относятся элементы с валентностью ниже четырех — индий, таллий, алюминий, медь, цинк и др. Когда атом трехвалентного элемента замещает четырехвалентный атом германия, остается одна незаполненная связь. Число дырок в этом случае превышает число электронов. [c.376] Проводимость полупроводников сильно зависит от действия внешних факторов, таких как свет, тепло, электрическое поле. Действие светового потока на проводимость получило название фотоэлектрического эффекта. [c.376] Одно из важных свойств полупроводников состоит в том, что на границе соприкосновения полупроводников с различным типом проводимости (электронной и дырочной) образуется тонкая пленка, пропускающая ток только в одном направлении. Этот участок называют запирающим ело ем. Благодаря этому свойству полупроводники можно использовать для выпрямления тока. [c.376] Ширина запрещенной зоны Д , зв. [c.376] Подвижность электронов и., сж /в сек. [c.376] Подвижность дырок (Л, слА/в сек. [c.376] Удельное сопротивление монокристаллического высокочисто го германия (при 25° С), ом см. [c.376] Выше приведено значение удельного сопротивления германия весьма высокой чистоты, близкое к значению собственного со-ттротивления германия. Примеси сильно понижают удельное сопротивление германия. С увеличением температуры удельное электросопротивление германия (как и у всех полупроводников) понижается. Характерна зависимость электросопротивления германия от давления. [c.376] Химические свойства германия. Чистый компактный германий стоек на воздухе при обычной температуре, и быстро окисляется при 600—700° С с образованием двуокиси германия. [c.376] При действии аммиака на германий или двуокись германия при 700—800° С образуется нитрид германия ОезКг. Нитрид не разлагается водой, разбавленными щелочами или кислотами. Около 1000° С нитрид диссоциирует. [c.377] Хлор активно реагирует с германием уже при комнатной температуре с образованием ОеСЬ (точка кипения 83° С). С бромом и йодом германий взаимодействует при нагревании. Пары серы реагируют с германием с образованием Ое5. [c.377] Соляная и разбавленная серная кислоты не действуют на германий. Концентрированная серная кислота при нагревании медленно растворяет металл с выделением ЗОг. Азотная кислота реагирует с гер.манием с образованием гидратированной двуокиси ОеОа-пНгО. В царской водке металл легко растворяется. Растворы щелочей весьма слабо действуют на германий, но расплавленные щелочи в присутствии воздуха быстро его растворяют. [c.377] Германий растворяется в разбавленном растворе перекиси водорода с образованием надгерманиевой кислоты. [c.377] Вернуться к основной статье