Кремний, структура зон

Транзистор выращенный — транзистор, изготовленный путем выращивания монокристалла германия или кремния из расплава полупроводника благодаря периодическому внесению в расплав различных легирующих примесей или периодическому изменению скорости вытягивания кристалла в выращиваемом монокристалле создаются чередующиеся зоны с электронной и дырочной проводимостью при выпиливании соответствующего куска монокристалла получают транзисторную структуру [9]. [c.157]

Кремний и германий — широко используемые и наиболее исследованные полупроводники. Кристаллизуются в решетке алмаза. Имеют сложную зонную структуру. [c.455]

ЧИСТОТЫ алюминия. Затем образцы промывают осторожно в холодной водопроводной воде, не нарушая осадка. В зонах структуры с повышенным содержанием железа и кремния образцы покрываются темным осадком, а места, обедненные железом и кремнием, остаются светлыми. [c.257]

Различие в поведении указанных сварных соединений можно предположительно объяснить различиями в химическом составе швов швы, выполненные электродами с рутиловым покрытием, содержат в 4—5 раз меньше кремния и имеют весьма мелкозернистую структуру. Пластичность ферритной составляюш,ей материала этих швов выше, что должно благоприятствовать релаксации остаточных напряжений. В некоторой мере может проявляться легирующее действие титана, который был в незначительном количестве обнаружен только в швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием. Действие отжига, в значительной степени снимающего остаточные напряжения и укрупняющего зерно (причем с ростом температуры увеличивался эффект), показывает преимущественную роль выравнивания структуры металла шва и зоны термического влияния. [c.224]

Химически чистые полупроводники называются собственными полупроводниками. К ним относится ряд химически чистых элементов кремний, германий, селен, теллур и др., а также многие химические соединения арсенид галлия, антимонид индия, арсе-нид индия и др. На рис. 5.6, а показана упрощенная схема зонной структуры собственного полупроводника. При абсолютном нуле валентная зона у него укомплектована полностью, зона проводимости, расположенная над валентной зоной на расстоянии Eg, является пустой. Поэтому при абсолютном нуле собственный полупроводник, как и диэлектрик, обладает нулевой проводимостью. [c.154]

Сварные соединения труб из углеродистой стали при толщине стенки более 35 мм подвергают отпуску при 600—650° С. Время выдержки при этой температуре 2— 5 мин на каждый миллиметр толщины стенки трубы. В процессе выдержки происходит снятие остаточных напряжений. В случае подкалки структура всех подкалив-шихся участков превращается при 600—650° С в сорбит отпуска. До 300° С охлаждение после отпуска проводят медленно. Для этого на сварном стыке либо оставляют выключенную переносную печь сопротивления, либо покрывают стык асбестом. Охлаждение ниже 300° С можно вести на воздухе, без особых предосторожностей. Твердость металла шва и околошовной зоны в результате отпуска снижается. Прочность и пластичность приближаются к прочности и пластичности основного металла, однако одинаковой прочности металла шва и основного металла добиться не удается, так как металл шва сохраняет литую структуру. Обычно в металле шва содержится несколько меньше углерода и больше марганца и кремния, чем в основном металле. Прочность металла шва получается выше прочности основного металла, а пластичность — ниже. При испытании на растяжение разрушение происходит обычно по основному металлу. [c.205]

Сопоставление ПС а-8Ю2 с энергетическим распределением состояний а-кварца [146] свидетельствует, что переход диоксида кремния в стеклообразное состояние (отметим, что сам процесс плавления кристаллической решетки кварца получил недавно [141] подробное микроскопическое описание) не меняет принципиальных особенностей электронного спектра системы, см. рис. 7.2 и 7.13. Основное изменение спектра аморфной фазы (в сравнении с кристаллом) сводятся к размытию тонких особенностей ПС и разрушению многопиковой структуры ПС отдельных энергетических зон с определенным уширением последних. Так, ширина ЗЩ й-ЗЮг в сравнении с кварцем [55] уменьшается на -0,65 эВ [146] (экспериментальные оценки этой величины составляют -0,5 эВ [5]). [c.169]

На структуру и свойства серого чугуна существенное влияние оказывают его химический состав и скорость охлаждения отливок в форме. Углерод, кремний и марганец улучшают механические и литейные свойства чугуна. Сера вызывает отбел в тонких частях отливок и снижает жидко-текучесть. Фосфор придает чугуну хрупкость. Поэтому содержание серы и фосфора в сером чугуне должно быть минимальным. Увеличение скорости охлаждения достигается путем уменьшения толщины отливки и увеличения теплопроводности литейной формы. В тонких частях отливки образуется более мелкая структура с повышенным содержанием перлита и мелкими включениями графита, что обеспечивает высокие механические свойства. В толстых частях отливки образуется крупнозернистая структура с малым содержанием перлита и крупными включениями фафита. Механические свойства этих зон низкие. [c.197]

При сварке аустенитных сталей и сплавов в металле шва и околошовной зоне могут возникать горячие трещины. Их образование предупреждают несколькими способами. Одним из них является создание двухфазной структуры металла шва, способствующей измельчению зерна в нем. В большинстве случаев для этого в структуре шва достаточно иметь 2...3 % ферритов, что обеспечивается его легированием ферритообразующими элементами (титан, молибден, кремний и др.), или карбидов и боридов. [c.247]

Наличие кремния, а иногда и других элементов в металле сварочной ванны способствует образованию на ее поверхности тугоплавких окислов, приводящих к образованию непроваров. Влияние скорости охлаждения на структуру металла шва и околошовной зоны может быть охарактеризовано схемой, представленной на рис. 11.3. В случае низких скоростей охлаждения в чугунном шве и участке околошовной зоны может быть обеспечено сохранение структуры серого чугуна. На схеме [c.412]

Аустенитные стали имеют низкую теплопроводность и высокий температурный коэффициент линейного расширения, что обусловливает перегрев металла в зоне сварки и возникновение значительных деформаций изделия. Основные трудности сварки рассматриваемых сталей и сплавов обусловлены высокой степенью легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций. Основная особенность сварки таких сталей — склонность к образованию в шве и околошовной зоне горячих трещин в виде как мельчайших микротрещин, так и трещин значительных размеров. Образование горячих трещин связано с формированием при сварке крупнозернистой макроструктуры. Применение методов, способствующих измельчению кристаллов, повышает стойкость шва против образования горячих трещин. Эффективным средством является создание аустенитно-ферритной структуры металла щва. Получение аустенит-но-ферритных швов достигается путем дополнительного легирования металла шва хромом, кремнием, алюминием, молибденом и др. В сварных швах изделий, работающих как коррозионно-стой-кие при температуре до 400 °С, допускается содержание феррита до 25 %. В изделиях из жаропрочных и жаростойких сталей, работающих при более высоких температурах, содержание феррита ограничивают 4—5 %. Значительные скорости охлаждения при сварке и диффузионные процессы, происходящие при повышенных температурах в процессе эксплуатации, приводят к сильному охрупчиванию металла сварных соединений жаропрочных сталей и к потере прочности при высоких темпера- [c.334]

Рис. 13.3. Структурные диаграммы а — влияние содержания углерода и кремния на структуру чугуна б — структуры различных зон в — влияние толщины отливки на структуру чугуна

В связи с тем что отливки должны после кристаллизации иметь структуру белого чугуна, содержание углерода и кремния в чугуне должно быть низким, а толщина отливок — небольшой (см. зону I на рис. 13.3). Обычно содержание углерода составляет 2,2...3,0 %, а кремния 0,8...1,4 %, причем высокому содержанию углерода должно соответствовать низкое содержание кремния. [c.246]

В интервале 650—950°С существует прямая зависимость между твердостью и количеством а фазы в структуре стали (рис 203) Установлено, что а фаза образуется в основном из б феррита, причем при 800 °С — температуре максимальной скорости образования о фазы—за 150 ч происходит практически полное превращение б->-0+у и в структуре стали может присутствовать свыше 30 % фазы При образовании 0 фазы (которая обогащена хромом, молибденом, кремнием) в б феррите образуются зоны с пониженной концентрацией ферритообразующих элементов, что приводит к б->7 превращению Таким образом, термическая обработка этих сталей состоит из закалки от темпера тур порядка 1100°С и старения при 780 °С в течение 15— [c.349]

Зонная плавка германия осуществляется тигельным способом, в графитовых лодочках, которые со скоростью нескольких сантиметров в час протягивают через последовательно расположенные узкие зоны индуктивного обогрева в зоне плавления и происходит очистка от примесей, большинство которых при охлаждении стремится остаться в затвердевающем объел1е. В результате этого примеси сосредоточиваются на одном конце слитка. Кремний подвергают зонной плавке специальным бестигельным способом. После зонной плавки слитки имеют еще поликристаллическую структуру. Монокристаллы германия получают путем вытягивания из расплава. Сущность способа заключается в следующем в расплав германия опускают стержень с частицей чистого германия — затравкой — на конце вокруг затравки, которая отбирает часть тепла из расплава, окружающего ее, начинается кристаллизация происходит подъем стержня с затравкой из расплава со скоростью, соответствующей росту кристалла получается монокри-сталлический германиевый стержень, из которого можно вырезать пластинки нужной толщины. [c.327]

Наличие взаимодействия с образованием прочных химических связей между атомами соединяемых поверхностей, находящимися на активных центрах, которыми являются дислокации с полями упругих напряжений, выходящие в зону контакта, впервые было установлено Ю.Л. Красулиным [7] на примере соединения алюминия с кремнием при исследовании структуры зоны контакта на поверхности кремния и расчете напряжений вокруг дислокаций. [c.18]

Тип электропроводности Si и окраска кристаллов зависят от содержания примесей или избытка (недостатка) атомов Si относительно стехиометрического состава. Примесь элементов V группы (см. табл. 1.1) и Fe-доноров, а также избыток Si приводят к проводимости п-типа и зеленой окраске примесь элементов III группы, а также недостаток Si - к проводимости р-типа и голубой или фиолетовой (в толстых слоях - черной) окраске. Чистые, почти стехиометрические кристаллы карбида кремния прозрачны. Электропроводность кристаллов Si п-типа разных политипов при Т - 300 К колеблется в широких пределах вследствие различий в структуре зоны проводимости. Из-за качественной одинаковости валентной зоны политипы Si р-типа характеризуются сходными электрическими свойствами, в них отсутствует анизотропия электропроводности, характерная для политипов п-типа. По совокупности электронных свойств наиболее перспективна политипная модификация АН большая ширина запрещенной зоны, наименьшая эффективная масса электрона, наименьшая энергия ионизации доноров и акцепторов, одна из самых высоких подвижностей электронов. [c.653]

Оптические свойства. Исследование оптических свойств кристаллических полупроводников дает обширную информацию об их зонной структуре. Данные об энергетическом спектре аморфных полупроводников также могут быть получены из оптических измерений. Первостепенная роль отводится при этом измерениям спектров поглощения. Спектры поглощения аморфных полупроводников удобно сравнить со спектром тех же материалов в кристаллическом состоянии. Это можно сделать в случаях германия, кремния, соединений селена и теллура. На рис. 11.14 в качестве примера приведен край спектра оптического поглощения аморфного кремния, который сравнивается с соответствующим спектром кристаллического кремния. Аналогичные данные получены для аморфного германия, арсенида и антимонида индия и некоторых других полупроводников. [c.367]

Карбидами называют соединения углерода с другими элементами. Широкое применение имеет карбид кремния Si —карборунд—ио-ликристаллический полупроводник. Карборунд получают в электрических печах при температуре 2000° С из смеси двуокиси кремния SiOa и угля. Кристаллы карборунда гексагональной структуры в чистом виде бесцветны, но благодаря примесям технический материал имеет светло-серую или зеленоватую окраску. При нормальных условиях энергия запрещенной зоны = 2,86 эв. Характер электропроводности определяется составом примесей или отклонением от стехио-метрического состава Si . Электронная проводимость получается при избытке Si, а также при наличии примесей из V группы — фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута или азота. Дырочная проводимость достигается при избытке С и наличии примесей элементов II группы (Са, Mg) и III группы (А1, In, Ga, В). При введении примесей изменяется также окраска карборунда. Подвижность носителей низкая гг = = 100 см 1в-сек. Up = 20 см /в-сек. Порошкообразный карборунд применяют для изготовления нагревателей электрических печей с температурой до 1500° С. Кроме того, из него изготовляют нелинейные объемные резисторы — варисторы, в которых значение R падает с ростом приложенного напряжения (рис. 14.2). Нелинейность таких резисторов резко вырастает при одновременном введении небольших примесей алюминия (IM группа) и азота (V группа), вблизи точки перехода [c.188]

Однозначной связи между шероховатостью излома и скоростью развития трещины нет. При усталостном разрушении (макрохрунком), как правило, чем больше скорость развития трещины, тем более шероховатый излом. Однако в зависимости от структуры материала может наблюдаться и обратная зависимость. Так, например, при испытании образцов с поверхностным надрезом из штампованного полуфабриката алюминиевого сплава Д1 различных плавок наблюдался значительный разброс значений долговечности (0,12—1,6-10 циклов). Начальная зона изломов образцов с большой долговечностью имела шероховатую поверхность (рис. 4), с малой — гладкую. В первом случае была более резко выражена текстура деформации материала и трещина изменяла траекторию. Это способствовало уменьшению скорости ее развития. Материал при этом имел повышенную чистоту по железу и кремнию. [c.16]

Система титан — волокна карбида кремния. В работе [207] изучена кинетика реакции взаимодействия между титаном промышленной степени чистоты и волокнами карбида кремния или волокнами бора с покрытием из Si в интервале температур 650— 1050° С. В результате диффузии углерода и кремния в матрицу, а титана в волокна карбида кремния образуется реакционная зона сложной структуры. Она состоит из трех слоев, в которых присутствуют монокарбид титана Ti и интерметаллид TisSig. Рост зоны взаимодействия происходит по параболическому временному закону. Толщина слоя зависит от времени и температуры в соответствии с уравнением [c.69]

Трещины, причины образования их и методы борьбы с ними. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода в низколегированных конструкционных сталях часто появляются трещины в шве и в зоне термического влияния. К основным причинам, вызывающим появление трещин, относятся а) образование вследствие больших скоростей охлаждения закалочных зон со структурой мартенсита, обладающих низкими пластическими свойствами и повышенной твёрдостью б) повышенное содержание серы в наплавленном металле при малом содержании марганца (Липецкий) [20] в) повышенное содержание в наплавленном металле кремния (Шеверницкий и Слуцкая) [40] г) различие коэфициента усадки малоуглеродистого наплавленного металла и высокоуглеродистого или легированного основного д) неравномерность остывания валика в соединениях внахлёстку и втавр, в которых корень валика охлаждается медленнее, чем концы катетов, прилегающих к гипотенузе е) усадочные напряжения, возникающие при сварке ж) дефекты сварного шва — наличие непроваров, шлаковых включений и пористости. [c.428]

Свободный феррит залегает, как правило, в обогащенных кремнием микроучастках. Кремнием обогащены центральные части эвтектических колоний ( обратная эвтектическая микроликвация Si). Поэтому феррит концентрируется в этих зонах, образуя оторочки вокруг графита (структура бычьего глаза в ковком чугуне и чугуне с шаровидным графитом). [c.11]

Однако в чугуне средней эвтектичности кремнием обогащены также осевые зоны дендритов избыточного аустенита ( обратная дендритная микроликвация Si). Поэтому иногда и здесь выделяется феррит, залегая вдали от графитных включений. Такой феррит неверно называли первичным . Как и нормальный феррит, такой аномальный феррит является эвтектоидным и лишь своим расположением подчеркивает, делает более зримой первичную дендритную структуру сплава. [c.11]

В слое подокалины в этот период времени имеется зона внутреннего окисления, которая длительное время мало меняется по глубине и количеству включений. Изучение окисляемости показало, что образование наружной части окалины происходит за счет диффузии металлических ионов практически с постоянной скоростью (рис. 17). Внутренняя часть окалины, по данным микроанализа, в течение длительного времени (более 50 % от срока службы нагревателей) изменяется мало (фронт окисления медленно продвигается в глубь металла) и выполняет роль диффузионного барьера в начале каждого нового цикла нагрева. Тем не менее структура внутренней части окалины претерпевает изменения. Кремний постепенно расходуется за счет частичного осыпания с наружной частью оКалины. Об этом можно судить по обеднению крем-нйем границы металла с окалиной (рис. 29). Прослойка из двуокиси кремния лишь до какого-то времени (50 - 60 % от срока службы нагревателей) надежно предотвращает проникновение кислорода в металл, а затем состав внутренней части окалины начинает заметно меняться, вследствие истощения матрицы кремнием наступает момент, когда во внутренней части окалины появляется закись никеля. [c.57]

В структурах алмаза, кремния, германия и алмазоподобных соединений сильным ковалентным <т-связям вдоль направлений <111> отвечают максимальные значения модулей упругости Еиь Однако, в отличие от металлов, для этого класса материалов наиболее важны не механические, а электрофизические свойства. Определение пoJ y пpoвoдникa трудно представить до рассмотрения электронной зонной теории кристаллических твердых тел. Можно сказать, что полупроводники - это изоляторы, в которых запрещенная зона между состояниями валентных электронов (валентная зона) и электронными состояниями, ответственными за электропроводность (зона проводи.мости), значительно меньше, чем в обычных изоляторах, и может быть преодолена при наличии определенных условий, например, с помощью теплового возбуждения. Поэтому, в отличие от металлов, электропроводность пoJTV пpoвoдникoв растет с температ рой. [c.46]

Структура аморфных металлов, как впервые указал Полк [13], стабилизируется при легировании такими металлоидами, как бор, углерод, кремний и фосфор. Это происходит потому, что металлоидные атомы внедряются в поры, расположенные в центрах полиэдров, образующих СПУ-структуру из атомов металла. Возникает сильная химическая связь между атомами металла и металлоида. Для проверки этой гипотезы с позиций электронной структуры Ма-цуура с сотр. [14] определили РФС- опектр как функцию концентрации бора в аморфных сплавах Fe —В. Их результаты приведены на рис. 6.11. По сравнению с чистым железом в аморфных сплавах Fe — В в 3(i-30He наблюдается небольшой пик в области высоких энергий связи Зс -зона образуется со стороны низких энергий связи при содержании бора 14—15% (ат). [c.184]

На устранение отбеленной (ледебуритной) околошовной зоны положительное действие оказывает использование при сварке электродов с повышенным содержанием никеля или фафитизаторов (углерода, кремния и др.) и соответствующие сварочные режимы, а в отдельных случаях - послесварочная термическая обработка по режиму высокотемпературного отжига. Наиболее радикальным средством для предупреждения структур закалки и отбеливания является предварительный и сопутствующий подофев при сварке с послесварочным замедленным охлаждением (горячая сварка). [c.343]

Поэтому в швах стремятся получить аустенитную структуру с мелкодисперсными карбидами и интерметалл идами. Благоприятно и легирование швов повышенным количеством молибдена, марганца и вольфрама, подавляющих процесс образования горячих трещин. Количество феррита в структуре швов на коррозионно-стойких сталях может быть повышено до 15. .. 25 %. Высоколегированные стали содержат в качестве легирующих присадок алюминий, кремний, титан, ниобий, хром и другие элементы, обладающие большим сродством к кислороду, чем железо. Поэтому при наличии в зоне сварки окислительной атмосферы возможен их значительный угар, что может привести к уменьшению содержания [c.361]

Инжекционная обработка расплава порошками. Другая возможность обеспечения самоорганизации структур в расплавах связана с инжекцион-ной обработкой расплава порошками. Эта технология позволила получить высококачественную сталь путем предварительной обработки жидкого чугуна, при которой эффективно удаляется кремний, сера и фосфор из расплава [340]. Для изучения механизма явления и реакций, протекающих при такой обработке, было проведено моделирование процесса (на холодной модели). Расплавом служил метилениодид, продуваемый паровоздушной смесью. Характер внедрения порошка был снят на пленку с помощью видеокамеры. Анализ съемок позволил выделить пять зон в ванне метилениодида (они представлены на рис. 136 вместе со схемой продувки) / — зона внедрения струи II — зона газовых пузырей (несущий газ всплывает в виде пузырей) /// — струйная зона частиц (частицы входят в тесный контакт с жидкостью) IV — эмульсионная зона (шлаковые частицы превращаются в эмульсию) V"— "мертвая" зона. [c.220]

Кислород может вызывать горячие трещины при сварке аустенитных сталей. Его действие на первичную структуру, как указывалось, связано с окислением ферритообразующих элементов (титана, алюминия, кремния, ванадия, хрома) и находится в противодействии измельчающему влиянию азота. Изменения структуры, обусловленные действием кислорода, приводят к снижению стойкости шва против трещин. Кислород, по-видимому, способен сегрегировать в межкристаллических прослойках и изменять их состав и свойства. Усиление вредного влияния серы, ниобия и других элементов при сварке под флюсами с высоким содержанием SiOj, возможно, связано с образованием соответствующих соединений с кислородом, снижающих температуру затвердевания межкристаллических прослоек. Опыты по введению в зону сварки ржавчины, окалины и газообразного кислорода свидетельствуют о его способности вызывать горячие трещины в швах. [c.216]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...