Проводимость, величина дырочная

Германий — типичный полупроводник. Его проводимость может быть двойной электронной п — тип проводимости) и дырочной (р — тип проводимости), причем тот или иной тип определяется количеством примесей, присутствующих в германии, а величина проводимости — их количеством. [c.81]

Как было показано на примере кремния, положение коренным образом изменяется при введении в такие пленки атомов водорода. Оказалось, что водород обладает очень высокой растворимостью в аморфном кремнии (до 30...40%) и, насыщая пленку, замыкает на себя большую часть оборванных связей. В результате в таком гидрированном материале, названном (в отличие от обычного аморфного) a-Si H, резко снижается плотность состояний в запрещенной зоне (до 10 ...10 см ) и возрастает проводимость. Такой a-Si H можно легировать традиционными донорными и акцепторными примесями, придавая ему электронный или дырочный тип проводимости, и изменять в широких пределах ее абсолютную величину. В таком материале можно создавать и p-n-WQ-реходы. Короче говоря, гидрированный кремний приобретает свойства нормального полупроводникового материала. Позднее оказалось, что аналогичного водороду эффекта можно добиться при введении в пленку аморфного кремния атомов фтора. [c.101]

Исследование природы проводимости карбидов переходных металлов привело к выводу о значительном вкладе в нее электронной составляющей [16]. Вклад электронной и дырочной составляющей проводимости может быть охарактеризован величиной 6 = п-и- —п+и+ , где п , п+ — концентрации и U-, и+ — подвижности соответственно электронов и дырок. Положительные значения б свидетельствуют о преимущественно электронной проводимости, а отрицательные — дырочной. Рассмотрение величин б, приведенных в табл. 1, показывает, что при переходе от металлов IV группы к металлам VI группы доля дырочной проводимости в самих металлах возрастает. Возрастает она и у соответствующих карбидов, хотя преимущественно электронный характер проводимости сохраняется (кроме W ). При этом интересно отметить, что несмотря на несколько более высокое удельное сопротивление карбидов, доля электронной проводимости у них выше, чем у соответствующих металлов. Это объясняется большей подвижностью электронов в карбидах [16]. [c.11]

По методу Чохральского можно легировать кристалл, т. е. вводить в него примеси. При этом в расплав добавляются нужные примеси и задается скорость выращивания кристалла. При быстром вытягивании кристалла не происходит очистки, и в него полностью попадают все примеси расплава. При очень медленной скорости вытягивания примеси сильно оттесняются в расплав. Таким образом, меняя скорость роста кристалла, можно менять содержание примесей в кристалле. Предельно малое количество примесей в кристалле определяется величиной коэффициента сегрегации данного сорта примеси, т. е. отношением концентраций примеси в твердой и жидкой фазе. Вводя в расплав различные примеси и подбирая скорость вытягивания, можно управлять типом проводимости и сопротивлением кристалла и создавать электронно-дырочные переходы. При легировании кремния и германия (элементы IV группы периодической таблицы) элементами V группы — фосфором, мышьяком, сурьмой — получают кристаллы с электронной проводимостью /г-типа. При легировании кремния и германия элементами П1 группы — бором, алюминием, галлием и индием — получают кристаллы с дырочной проводимостью р-типа. [c.175]

Общим свойством для всех полупроводников является то, что они обладают электронной и дырочной проводимостями. Под действием приложенного к полупроводнику напряжения свободные электроны перемешаются в одном направлении, а образовавшиеся (в результате освобождения электронов) дырки в атомах движутся в противоположном направлении. Дырка рассматривается как положительно заряженная частица, заряд которой равен заряду электрона. Движения электронов и дырок, а следовательно и величина тока в полупроводниках, определяются значениями их подвижностей ( Л ). Подвижность заряда есть отношение скорости движения электрона или дырки к величине напряженности электрического поля в полупроводнике, т. е. [c.260]

Общим свойством для полупроводников является то, что они обладают электронной и дырочной проводимостью. Под действием приложенного к полупроводнику напряжения свободные электроны перемещаются в одном направлении, а образовавшиеся в результате освобождения электронов дырки (в атомах) движутся в противоположном направлении. Дырка рассматривается как положительно заряженная частица, заряд которой равен заряду электрона. Движение электронов и дырок, а следовательно, и величина тока в полупроводниках, определяются значениями их подвижностей (ц). [c.243]

Электроны и дырки, доноры и акцепторы. При Т - О в П. все энергетич. уровни в валентной зоне заняты электронами, а зона проводимости пуста. При Т > О часть электронов из валентной зоны переходит в зону проводимости при этом в валентной зоне освобождаются вакантные уровни, к-рые могут быть заняты электронами. Во внешнем электрич. поле такие вакансии перемещаются в направлении, противоположном движению электрона так, как если бы они обладали положит, зарядом, равным по величине заряду электрона. Поэтому суммарный ток всех электронов валентной зоны эквивалентен току вакансий. Такие вакантные состояния наз. дырками. Движение дырок пе является перемещением реальных частиц, оно лишь отображает характер движения всей совокупности электронов валентной зоны (см. Дырка, Дырочная проводимость). [c.108]

Составляющие г и приходится учитывать, как правило, только при униполярных сварочных токах, когда граничные области (оксидная пленка — металл или твердые и жидкие фазы металла) отличаются родом проводимости (электронная или дырочная), или величиной энергии Ферми. [c.61]

Величина <п> может быть как больше по (при обогащении), так и меньше о (при обеднении). При большом по величине поверхностном заряде, знак которого противоположен знаку основных носителей, по всей толщине достаточно тонкого кристалла может произойти инверсия типа проводимости. Необходимые для этого неосновные носители заряда (в тонкой пленке они становятся основными) поставляются путем генерации электронно-дырочных пар с последующим уходом во внешнюю цепь "лишних" носителей. [c.40]

В любом полупроводнике имеет место наличие всех трех типов проводимости собственной, электронной и дырочной. Собственная проводимость обусловлена носителями заряда обоих знаков, количества которых равны. Как указывалось в 1-1, из-за большей величины подвижности электронов собственная проводимость будет иметь электронный характер. [c.33]

Кеезом и др. [124] исследовали влияние облучения нейтронами в реакторе на теплоемкость. В образце, подвергнутом общей дозе облучения, равной 5-10 нейтронов на 1 обнаружились два эффекта а) величина 0 уменьшилась примерно на 3% и б) в пределах погрешности эксперимента линейный член в теплоемкости исчез. Последующий отжиг до 500° С не вызвал существенных изменений в низкотемпературной теплоемкости, отжиг до 780° С привел к появлению линейного электронного члена, не изменив, однако, пониженной облучением величины вд. Эти эффекты можно объяснить в рамках существующих представлений о влиянии облучения нейтронами на электрические свойства кремния (ссылки на соответствующие работы см. в [124]). Под действием облучения возникают нерегулярности решетки (свободные места и смещенные атомы), что приводит, по-видимому, к появлению новых уровней в запрещенной зоне между валентными электронами и зоной электронов проводимости. При низких температурах эти новые уровни являются ловушками для электронов проводимости и дырок, что вызывает исчезновение линейного члена в теплоемкости, появление которого связано с носителями тока (в нашем случае с дырками, так как до облучения образец принадлежал к дырочному типу). Отжиг при достаточно высокой температуре устраняет нарушения, вызванные облучением, и уменьшает количество новых уровней, что приводит снова к появлению линейной добавки к теплоемкости. [c.347]

Закись меди ( UaO) —типичный дырочный проводник, имеющий кубическую решетку. Примеси, не изменяя типа проводимости, изменяют ее величину. Удельная электропроводность закиси меди 10 —10" ом см . Другие физические характеристики приведены в табл. 43. Закись меди имеет хорошие фото- и термоэлектрические свойства. При 20° С термо-э. д. с. более 1000 мкм-в/град. Закись меди готовят путем нагрева медных пластин (толщина 2 мм) в атмосфере кислорода при 1020—1040° С в результате сквозной диффузии кислорода медь оксидируется продолжительность окисления 10—15 мин. Далее пластины охлаждают до 600° С и выдерживают при этой температуре 60 мин для насыщения закиси меди кислородом. [c.290]

Полупроводники представляют собой обширную группу веществ, занимающих по величине удельной объемной проводимости промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Возможность получения различного характера электроироводности — электронной и дырочной — и управления ею составляет одну из важных отличительных особениосте полупроводников. В периодической системе имеется 12 элементов, обладающих полупроводниковыми свойствами это так называемые элементарные или простые полупроводники (основной состав полупроводника образован атомами одного химического элемента). Такими элементами являются в III группе — бор в IV группе — углерод, кремний, германий, олово (серое) в V группе — фосфор, мышьяк, сурьма в VI группе —сера, селен, теллур в VII группе — йод. Достаточно отчетливо можно представить общие закономерности и особегнюсти элементарных полупроводников, рассматривая такие полупроводники, как германий и кремний ( 13.5 и 13.6). [c.171]

В одной и той же пластинке полупроводника могут быть образованы области, не только с различной величиной, но и с различным характером электропроводности — дырочной и электронной. Совокупность двух примыкаютцих областей с проводимостями р п п вместе с границей раздела называют электроино-дырочным или р-/г-переходом. Между этими областями из-за различной работы выхода образуется контактная разность потенциалов Uq контактное электрическое поле Екси будет направлено от электронного к дырочному полупроводнику (рис. 13.3). [c.175]

Полупроводниковые твердые тела >, содержащие слабо связанные электроны, по величине электропроводности занимают промежуточное положение между металлами — хорошими проводниками тепла и электричества и дизлентриками — плохими проводниками тепла и электричества. Чистые полупроводники обладают смешанной (электронной и дырочной) проводимостью. С повышением температуры число свободных электронов увеличивается, в соответствии с этим увеличивается и доля электронной проводимости. При достаточно низких температурах все полупроводники становятся диэлектриками. В этом случае теплопроводность обусловливается главным образом упругими колебаниями решетки. Поэтому отличие полупроводников от диэлектриков носит скорее количественный, чем качественный характер. [c.9]

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ - дефекты или примесные атомы (ионы) в кристаллич. решётке, на к-рых происходит рекомбинация электроняо-дырочной пары (см. Рекомбинация носителей заряда). Процесс осуществляется путём последоват. захвата электрона и дырки центром. Энергетич. уровни Р. ц. лежат в запрещённой зоне, и центр обменивается носителями заряда с зоной проводимости (с) и валентной дырочной зоной (г) посредством процессов термич. испускания электронов из заполненного Р. ц. в зону I (с вероятностью в единицу времени g ) и дырки из пустого Р. ц. в зону V (с вероятностью д), а также обратных процессов захвата свободного электрона ва пустой Р. ц. (вероятность К ) и свободной дырки ва заполненный Р, ц. (Ад). Величины Д1 Ад, Ад определяются сечениями захвата электрона и дырки Од, Пд, их тепловыми скоростями Од, Уд, эяергетич. расположением уровня Р. ц. я краёв зон (/,., т,), кратностью вырождения уровня Р. ц. у, статистич. факторами с- и о-зон (Ас, Ас). Они являются ф-циями темп-ры Г и концентраций свободных электронов п и дырок р (при отсутствии вырождения) [c.321]

Критерий неустойчивости парамагн. состояния зонного магнетика (см. Стонера критерий ферромагнетизма) определяется не только величиной потенциала меж-алектронного взаимодействия, но и зависимостью. магн. восприимчивости X от электронного волнового вектора ц, Наир., если в силу к.-л. особенности топологии ферми-поверхности %(q) обладает резко выраженным максимумом при нек-ром значении q Q, то фазовый переход при Г - ОК из парамагн. состояния в состояние с С. п. в. может иметь место даже при слабом взаимодействии между электронами. Наличие конгруэнтных (совпадающих при трансляции на волновой вектор О) электронных и дырочных участков на поверхности Ферш (н е с т и и г) в веществах с металлич. проводимостью приводит к возможности триплетного электрон-дырочного спаривания с воэникиовениом С. п. в. [c.636]

Для полупроводников величина У определяется рассеянием энергии фотоэлектронами при их движении к границе раздела. В случае слаболегированньгх полупроводников электронов проводимости мало и осн. механизмом рассеяния энергии фотоэлектронов является взаимодействие их с электронами валентной зоны (ударная ионизация) и с фононами. Скорость рассеяния энергии фотоэлектронами и глубина, из к-рой они могут выйти в вакуум (глубина выхода), зависят от величины X и от соотношения х и Если Х> в. то кинетич. энергия фотоэлектронов в полупроводнике превышает и фотоэлектроны могут рассеять свою энергию на ударную ионизацию (генерацию электронно-дырочных пар). В таком процессе фотоэлектроны рассеивают сразу значит, часть энергии и могут потерять возможность выйти в вакуум. В результате глубина выхода фотоэлектронов мала, а электрон/ фотон (рис. 2). [c.365]

Кроме двух параметров (г, U или t, J) X. м. характеризуется еще одним параметром — электронной концентрацией п (число электронов на один узел решётки). В этой невырожденной модели п меняется в пределах 0< <2, причём поведение системы существенно зависит от величины п. Из (3) видно, что при половинном заполнении зоны (п = ) гамильтониан /—У-модели сводится к гамильтониану Гейзенберга модели с атомным локализованным спином S— jj, так что основное состояние системы должно быть антиферромагнитным с волновым вектором Й = (п, я, п). За счёт взаимодействия электронных состояний с антиферромагн. порядком при п — 1 должна открываться щель на поверхности Ферми, так что в этих условиях система должна быть диэлектриком. При отклонении от половинного заполнения в системе появляется дырочная проводимость, а антиферромагн. порядок ослабляется за счёт движения дырок, так что при нек-рой концентрации дырок антиферромагнетизм исчезает при последующем уменьшении п сильно коррелированная система переходит в режим ферми-жидкости. Т. о., из рассмотрения двух предельных случаев ясно, что при изменении п должен существовать кроссовер от ферми-жидкостного поведения в фазу диэлектрич. состояния и одновременно кроссовер от коллективизированного магнетизма к магнетизму с локализованными маги, моментами. При фиксированном и аналогичный кроссовер должен возникать с ростом U. Эти наиб, интересные явления появляются в области промежуточных значений U W, где возмущений теория не работает, поэтому необходимо использовать при анализе X. м. другие приближённые подходы, не основанные на разложениях по параметрам UjW или WjU. Ниже рассматривается ряд таких подходов [2]. [c.392]

Энергетический спектр электронов в чистом полупроводнике состоит из ряда зон. Первая — валентная зона и вторая — зона проводимости отделены друг от друга щелью, ширина которой Д имеет порядок величины (0,5—3) эВ. Более высокие зоны не играют никакой роли в физических явлениях в полупроводниках, и в дальнейшем мы их не рассматриваем. При температуре абсолютного нуля уровни нижней зоны полностью заняты электронами, а уровни зоны проводимости — свободны, так что кристалл не обладает проводимостью. С повышением температуры часть электронов переходит на уровни зоны проводимости, а в валентной зоне возникают вакантные места —, д1ырки . Под действием электрического поля электроны в верхней зоне могут теперь приобретать энергию и двигаться в направлении, противоположном полю, а дырки — в направлении поля. Кристалл приобретает проводимость — она называется собственной проводимостью, — которая является суммой электронной и дырочной проводимостей. [c.284]

Принцип действия такого триода можно пояснить, исходя из допущения, что под металлическими точечными контактами в кристалле германия с проводимостью типа п при соответствующих условиях может образоваться зона дырочной проводимости р (показана пунктиром на фиг. 185). Если на коллектор подан отрицательный потенциал относительно основания, то через границу п—р будет течь небольшой обратный ток i . Подадим теперь на эмиттер положительный потенциал. При этом через кристалл потечет большой пряхмой ток и часть дырок попадет не на основание, а будет уловлена коллектором вследствие его близости и наличия на нем отрицательного потенциала. Таким образом, ток в цепи коллектора будет усиливаться в зависимости от тока в цепи эмиттера. Коэффициентом усиления по току при = onst называют величину [c.330]

Гексагональный С. — полупроводник. Уд. сопротивление 10 —10 ом-см (18°) сильно меняется при легировании примесями. Ширипа занрещенЕЮЙ зоны собств. проводимости, вычисленная но границе ноглощения X = 6120 А, 2,05 эв. Обладает дырочной проводимостью, обусловленной наличием кислорода, к-рый создает глубоколежащие акцепторные уровни. После удаления кислорода уд. сопротивление возрастает до 101 ом см. Удаление кислорода или компенсация его нек-рыми примесями приводят к электронной проводимости. Уд. сопротивление зависит от величины приложенного поля и давления. Для С. характерно изменение проводимости при освещении опа также сильно зависит от частоты ш ре-менного тока, что указывает на существование внутр. барьеров. Подвижность носителей зарядов в зависимости от содержания примесей и термич. обработки от 0,003 до 20 см в-сеп и растет с темп-рой. -Эффективная масса дырок 2,5 toq. Монокристаллы С. получаются из пара и расплава. Их электропроводность [c.510]

Различают два тина проводимости полупроводниковых материалов. Первый тип проводимости, как и в металлах, обусловлен обычным движением электронов, т. е. отрицательно заряженных частиц. Полупроводники с этим типом проводимости называются полупроводниками п-типа (от слова negative — отрицательный). Во втором типе полупроводников проводимость определяется смеш ением отдельных валентных электронов на наружных оболочках атомов кристаллической решетки монокристалла. При этом каждый электрон сдвигается только на один атом — узел решетки, а движется вдоль кристалла вакансия — ионизированное состояние атома с отсутствием электрона в наружной оболочке. Такая вакансия соответствует положительному заряду, равному по абсолютной величине заряду электрона. Так как это движение подобно движению частицы, то такая псевдочастица получила название дырки (введенное П. Дираком), а сам тип проводимости — дырочной проводимости или проводимости / -тина (от слова positive — положительный). [c.60]

Рассмотрим случай, когда пространственные размеры области, в которой локализованы электронные и дырочные уровни, значительно превышают постоянную решетки. Поэтому мы можем провести квазиклассическое рассмотрение типа того, которое использовалось нами при описании примесных уровней в полупроводниках (гл. 28). Будем рассматривать электрон и дырку как частицы с массами и т . Эти величины представляют собой эффективные массы носителей в зоне проводимости и в валентной зоне [см. (28.3)1, которые мы для простоты считаем изотропными. Электрон и дырка испытывают кулоновское притяжение, которое экранируется за счет диэлектрической проницаемости е кристалла. Очевидно, мы имеем полную аналогию с задачей об атоме водорода, в которой приведенную водородную массу р, (определяемую равенством 1/р, = 1/Aiprot + 1/mei 1/mei) следует заменить величиной т — приведенной эффективной массой (1/т = 1/m. -f l/m. ), а заряд электрона — величиной е/е. Следовательно, будут существовать связанные состояния, наиниз-шее из которых локализовано в областях с пространственным размером порядка боровского радиуса, определяемого как [c.245]

ТЕНЗОРЁЗИСТЙВНЫЙ ЭФФЕКТ, изменение электрич. сопротивления тв. проводника металла, полупроводника) в результате его деформации. Особенно велик Т. э. в полупроводниках, где он связан с изменением энергетич. спектра носителей заряда при деформации с изменением ширины запрещённой зоны и энергий ионизации примесных уровней с относит, изменением энергий отдельных долин зоны проводимости с расщеплением дырочных зон, к-рые в отсутствии деформации выроящены с йз%[енением эффективных масс носцтелей заряда (см. Зонная теория). Всё это приводит к изменению концентрации носителей и их эффективной подвижности. Кроме того, деформация влияет на процессы рассеяния носителей через изменение спектра фонопов и появление новых дефектов. Величина Т. э. при малых деформациях пропорц. упругому напряжению [c.744]

При приложении внешнего электрического поля электрон может перейти из соседней валентной связи на вакансию, освобождая новую вакансию иа вновь появившуюся вакансию перейдет электрон из соседней с ней валентной связи и т. д. Такому перемещепию большой совокупности электронов можно противопоставить движение одной вакансии в паправлении, обратном перемещению свободных электронов. В квантовой механике показано, что это псрсмеш,ение совокупности электронов может быть описано как движение положительных зарядов, ускоряемых внешним приложенным нолем в паправлении поля. По абсолютной величине этот положительный заряд равен заряду электрона, а масса его имеет положительный знак и отличается в общем случае от массы свободного электрона. Такие положительные заряды получили название дырок. Проводимость, обусловленная дырками, имеет положительный знак и называется дырочной. [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...