Зонная структура типичных полупроводников

Зонная структура типичных полупроводников. [c.18]

Ф-лы (1) следует рассматривать как оценочные, т. к. они не учитывают таких факторов, как, напр., влияние сложной зонной структуры кристалла (см. Зонная теория), взаимодействие электронов и дырок с фононами и др. Для полупроводников типа Ge и Si и групп А В , А В (см. Полупроводниковые материалы) типичны значения т-0, то, е- Ю, что приводит к значениям эВ, [c.501]

Селен, теллур и полоний являются представителями шестой группы периодической системы элементов. Селен и теллур по своим свойствам несколько отличаются от полония. Сравнительно недавно физикам удалось показать, что ряд элементов в чистом виде является типичными полупроводниками. В табл. 8 полужирной рамкой выделены те элементы периодической системы, которые обнаруживают полупроводниковые свойства [1]. Справа от каждого элемента указана ширина запрещенной зоны, характеризующая электрические свойства полупроводника, слева — значение электроотрицательности, т. е. сила притяжения электронов в ковалентной связи. Из этих данных видно, что между указанными величинами имеется определенная корреляция. Закономерное изменение этих величин по вертикали и горизонтали свидетельствует о тесной связи между электрическими свойствами элементов и электронной структурой их атомов. Металлическая проводимость возрастает сверху вниз и справа налево, а изоляционные свойства— слева направо и снизу вверх. Теллур нри низких температурах является типичным полупроводником полупроводниковые свойства селена проявляются в громадном увеличении электропроводности под действием света (фотопроводимость) полоний к полупроводниковому классу веществ не относится. [c.78]

Вторая зонная структура, которую мы рассмотрим, принадлежит германию — типичному полупроводнику. Германий имеет кристаллическую структуру алмаза — гранецентрированную кубическую решетку с двумя одинаковыми атомами в каждой примитивной ячейке. Таким образом, зона Бриллюэна, линии и точки симметрии остаются теми же, что и раньше. Зонная структура германия показана на фиг. 29. В противоположность алюминию энергетические щели между зонами здесь довольно велики. Снова энергия в первой зоне начинает возрастать из точки Г, сильно напоминая параболу для свободных электронов, но искажения теперь значительно более сильные. Зоны в алмазе и кремнии очень похожи на зоны в германии. [c.107]

ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕРЫ ЗОННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВ [c.190]

Как было указано выше, многие жидкие полупроводники отчасти или полностью, в зависимости от точки зрения читателя, являются металлическими, в то время как наиболее типичные аморфные полупроводники более близко связаны с диэлектриками. С точки зрения электронной структуры это означает, что в аморфных твердых веществах часто реализуются ситуации, когда энергия Ферми четко отделена (в единицах кТ) от энергий, при которых существуют распространенные состояния (зоны проводимости), в то время как жидкие полупроводники имеют энергию Ферми вблизи или внутри зон проводимости. Это различие между жидкими и аморфными твердыми полупроводниками не является универсальным. Так, жидкий селен представляет собой хороший изолятор, а жидкую серу, являющуюся отличным изолятором, можно также отнести к жидким полупроводникам. С другой стороны, были подучены многие аморфные [c.18]

В структуре типа алмаза с двумя атомами на примитивную ячейку каждый атом (углерода, кремния или германия) отдает четыре электрона. Таким образом, количество электронов (восемь на примитивную ячейку) оказывается как раз достаточным, чтобы заполнить четыре зоны. Мы видим, что в основном состоянии германия первые четыре зоны целиком заполнены (зоны Лз и Л5 дважды вырождены), в то время как пятая и следующие зоны совершенно пусты. Чтобы перевести электрон из основного состояния системы в возбужденное, требуется вполне конечная энергия (в случае германия около 0,6 эВ). В кремнии и алмазе такие энергетические пороги, или энергетические щели, больше. Наличие в основном состоянии энергетических щелей, целиком заполненных нижних или валентных зон и пустых более высоколежащих зон, или зон проводимости, типично для полупроводников. Что же касается изоляторов, то это просто полупроводники с большими энергетическими щелями, а сами зоны в них, как правило, еще уже. [c.107]

Направленность межатомных связей и неплотноупакованные кристаллические структуры приводят к низкой пластичности и высокой твердости ковалентных кристаллов, типичными представителями которых являются алмаз (одна из полиморфных модификаций углерода), кремний, германий, серое олово, кварц, карбид кремния, нитрид бора (со структурой алмаза). Большая энергия связи в ковалентных кристаллах приводит к высокой температуре плавления. Заполнение валентных зон при образований ковалентной связи превращает ковалентные кристаллы в полупроводники и даже диэлектрики. [c.30]

Граница с жидкими металлами является предметом некоторых споров, но этот вопрос должен быть решен не путем дискуссий, а путем изучения природы промежуточных веществ. Полупроводниковые жидкости в области высокой электропроводности 100 Ом см ) являются статистически вырожденными и подчиняются статистике Ферми—Дирака. В этом смысле они являются металлами, и термин жидкий полупроводник представляет собой отчасти историческую случайность. По-видимому, одна из причин, по которым такие вещества были названы полупроводниками, состоит в том, что они обнаруживают сильное возрастание электропроводности с повышением температуры в противоположность типичным жидким металлам и подобно твердым полупроводникам в классическом, теперь уже устаревшем определении. Последние исследования [47] показывают, что в некоторых случаях такая чувствительность к температуре не может быть приписана возбуждению носителей через запрещенную зону или из ловушек, а отражает изменения химической структуры с температурой. Следовательно, механизм зависимости электропроводности от температуры может быть отличным от механизма в случае обычных полупроводни- [c.16]

Перейдем теперь к обсуждению опытов [42, 43], касающихся оптических свойств полупроводниковых кристаллов со структурой типа алмаза или типа цинковой обманки. На фиг. 41 приведены экспериментальные результаты для коэффициента отражения, а также для действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости 1п8Ь. Приведенные зависимости типичны для. рассматриваемой группы полупроводников. На кривых ясно различаются три участка (области энергий 1, 2 и 3 на фиг. 41). В области 1 наблюдаются пере.ходы между валентной зоной и зоной проводимости. В области 2 кристалл ведет себя почти как система свободных электронов. Наконец, область 3 соответствует вступлению в игру переходов из ( -зоны (если таковая имеется) в зоны про-водимости. В дальнейшем мы ограничимся рассмотрением оптических свойств только в областях энергий 2 и 5. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...