Полупроводники вырожденные

Рис. 78. Значения т, Д ( р —-ср,) и Д А рд в зависимости от [ А о] для вырожденной поверхности полупроводника [по уравнению (154)].

При сильном вырождении примесного полупроводника 2. 2 [c.306]

Увеличение электрической проводимости при нагревании может быть обусловлено как ростом концентрации, так и повышением подвижности носителей. Для выяснения этого вопроса при исследованиях полупроводников используют измерения дифференциальной термо-э. д. с. при различных температурах. Для невырожденного полупроводника с возрастающей по экспоненциальному закону при нагревании концентрацией носителей величина а уменьшается при нагревании пропорционально 1/7. Если же значение концентрации не изменяется с температурой, то дифференциальная термо-э. д. с. возрастает прямо пропорционально 1/7. Качественно этп выводы теории относятся и к вырожденным полупроводникам. Изучение зависимости а—7 показало, что рост электрической проводимости при нагревании [c.67]

Классификация. В соответствии с зонной теорией различие между П. и диэлектриками чисто количественное-в ширине запрещенной зоны. Условно считают, что в-ва с Д > 2 эВ являются диэлектриками, с Д < 2 эВ-полупроводниками. Столь же условно деление П. на узкозонные (Д < 0,1 эВ) и широкозонные. Важио, что один и тот же по хим. составу материал в зависимости от внеш. условий (прежде всего т-ры и давления) может проявлять разные св-ва. Наблюдается определенная зависимость между концентрацией электронов проводимости и устойчивостью кристаллич. структуры п. Б частности, алмазоподобная структура устойчива до тех пор, пока в зоне проводимости еще остаются вакантные энергетич. уровни. Если все они оказываются занятыми и имеет место вырождение энергетических уровней, первая коордииац. сфера, а за ней и весь кристалл претерпевают перестройку с образованием более плотной структуры, характерной для металлов. При этом концентрация электронов проводимости перестает расти с т-рой и собств. проводимость П. падает. Классич. примером является олово, устойчивая полиморфная модификация к-рого (белое олово) при комнатной т-ре является металлом, а стабильное при т-рах ниже 13 °С серое олово (а-8п) - узкозонный П. С повышением т-ры и соответствующим изменением концентрации своб. электронов характерная для а-8п алмазоподобная структура переходит в структуру с более плотной упаковкой атомов, свойственной металлам. Аналогичный переход П.-металл наблюдается при высокой т-ре у Се, 81 и алмазоподобных бинарных П., к-рые при плавлении теряют полупроводниковые св-ва. [c.57]

Современная теория не дает полного описания вырожденных полупроводников из-за сложного характера взаимодействия дефектов. Однако качественно явление вырождения можно проиллюстрировать по такой схеме. При повышении концентрации примесей в полупроводнике их взаимодействие усиливается настолько, что волновые функции электронных дефектов начинают перекрываться. При этом вследствие запрета Паули локальные энергетические уровни электронов примесей расщепляются в самостоятельную зону, которая в пределе может слиться с зоной проводимости. Естественно, что при этом энергия ионизации примесей упадет до нуля, а все избыточные электроны будут коллективизированы кристаллом подобно металлу. По этой причине сильно вырожденные полупроводники иногда называют полуметаллами. [c.111]

Удельное сопротивление алмаза р зависит от содержания бора в пленке и с ростом его может меняться от, например, Ю Ом см (в умеренно легированных образцах при содержании бора в алмазе порядка Ю см ) до десятых и даже тысячных долей Ом см (в сильно легированных пленках при содержании бора 10 см ). Соответственно, алмаз, начиная от диэлектрика, последовательно приобретает свойства полупроводника, вырожденного полупроводника и далее полуметалла. [c.12]

Если электропроводность объясняется перезарядкой ионов, зонная теория полупроводников, по-видимому, в простейшем виде неприменима не происходит полного вырождения уровней валентных электронов в отдельных ионах, а сохраняется периодичность в энергетическом спектре валентных электронов кристалла. Катионы решетки находятся в потенциальной яме, так что переход электрона от катиона к катиону требует энергии активации, а длина свободного пробега электрона соответствует междуатомным расстояниям в кристаллической решетке. В таком случае энергия активации определяется не только параметрами атома, образующего катион (т. е. в конечном счете его положением в таблице Менделеева), но и межатомными расстояниями в кристалле, что указывает на значение геометрических параметров кристалла в отношении его каталитической активности. [c.29]

Для вырожденной поверхности, ценою внесения небольших погрешностей и значительного упрощения, можно пренебречь распределением зарядов доноров и акцепторов, поскольку в объеме полупроводник не является вырожденным. Тогда получаем выражение для поля у поверхности полупроводника [27] [c.428]

Для кремния п-типа (рис. 73, а) положительное смещение на металлическом электроде приводит к возникновению тонкого обогащенного электронами (вплоть до вырождения) приповерхностного слоя в кремнии. Область пространственного заряда в полупроводнике очень узка, емкость МОП-конденсатора максимальна и практически не зависит от величины положительного потенциала (область I). В условиях обогащения, таким образом, [c.125]

Уровень легирования велик (содержание примесей может доходить до Ю см ). Возникшая в таком кристалле большая плотность свободных носителей заряда вызывает уже необходимость пользоваться статистикой Ферми—Дирака. А так как газ частиц, подчиняющихся этой статистике, называется вырожденным, то часто термин сильно легированный полупроводник отождествляют с названием вырожденный полупроводник . Однако это не совсем правильно, ибо, например, кристалл может содержать такое количество примесей, что при комнат ной температуре электронный газ вырожден, а при высокой температуре вырождение снимается вследствие появления собственной проводимости в полупроводнике. [c.245]

СИЛЬНО легированных, так называемых вырожденных полупроводников) требует широких исследований в области кристаллохимии, реакций в твердых полупроводниках, теории легирования, а также усовершенствования и разработки методов получения и введения легирующих примесей высокой степени чистоты. [c.35]

Для сильно вырожденных полупроводников и металлов В = 1, [c.329]

Методы возбуждения полупроводников могут быть различными [13, 14]. Например, для подкачки могут быть использованы импульсы электрического поля. В этом случае за счет ударной ионизации валентной зоны (эффект Зинера) образуются неравновесные электроны в зоне проводимости и неравновесные дырки в валентной зоне. Крайне важно, чтобы эти неравновесные носители тока не рекомбинировали достаточно быстро. В другом, применяемом на практике методе возбуждения полупроводника используют инжекцию (см. гл. IX, 3) неравновесных носителей тока через р—п-переход вырожденных полупроводников. К образцу, составленному из полупроводников с акцепторными и донорными примесями, прикладывается внешнее напряжение (прямое смещение), заставляющее электроны переходить из р- в п-область. В области р—п-перехода идет рекомбинация электронов и дырок с выделением фотонов, частота которых со е /й. [c.523]

Выплавка металлов 3/1001, 1004 Выпускные формы 2/981, 982 3/1010, 1013, 1017 4/19, 33, 34, 286 Выравниватели окраски 2/694 3/716-718 4/580, 1012 Вырождение энергетических уровней 1/855, 404, 405, 856 2/720, 727 5/107, 108, 882, 886 в полупроводниках 4/105, 107 и электронная корреляция 5/869 и эффект(ы) туннельный 5/26, 28 [c.571]

Для того чтобы из (4) получить изотерму адсорбции, надо выразить величину ехр (—через N к р. Это можно сделать, решив уравнение Пуассона с соответствующими граничными условиями. Не приводя в общем элементарных, но несколько длинных вычислений, дадим лишь окончательное выражение для ехр (—как функции и р в неявном виде (в предположении, что полупроводник не вырожден) [c.139]

Ш. м. Коган и В. Б. Сандомирский [284, 285] трактуют адсорбционное равновесие на полупроводниках с точки зрения разных возможностей положения уровня Ферми и степени вырождения состояний адсорбированных частиц. Из таких предпосылок авторы также получают логарифмическую и степенную изотермы адсорбции без учета неоднородности поверхности. [c.133]

По величине электропроводности рассчитаны значения теплопроводности при комнатной температуре, обусловленной свободными носителями тока. На основе закона Видемана—Франца электронная (дырочная) теплопроводность составляет соответственно [2] для вырожденного и невырожденного полупроводника 0,001 и 0,0016 кал см.сек. град на каждые 1000 ож [c.306]

В углеродистых материалах, обработанных при температурах 1700—2100°, проводимость обусловлена электронами, находящимися в вырожденном состоянии, поэтому данные материалы относятся скорее к полуметаллам, чем к полупроводникам. [c.52]

Согласно электронной теории хемосорбции, молекулы одного и того же газа могут связываться с энергетически однородной поверхностью полупроводникового адсорбента различными типами связи, между которыми существуют переходы. На основе статистического метода Гиббса для систе.м с переменным числом частиц получены выражения для концентраций хемосорбированных частиц с каждым данным типом связи. Эти выражения содержат химический потенциал адсорбируемых частиц в газовой фазе, уровень Ферми для электронов адсорбента, энергии, соответствующие каждому типу связи и кратности вырождения состояний адсорбированных частиц. Найденные нами формулы дают возможность получить изотермы адсорбции в зависимости от объемных электронных свойств адсорбента (концентрация и природа примесей, структура энергетического спектра полупроводника) и свойств адсорбируемых молекул . [c.59]

Определение неточное, так как при достаточно низких температурах большинство полупроводников становится изоляторами , а при высоких температурах их температурный коэффициент сопротивления становится положительным (вырождение).— Прим. ред. [c.167]

В особенности перспективны так называемые вырожденные полупроводники , обладающие относительно высокой электропроводностью. Материалом для полупроводниковых электродов могут быть тонкие пленки ЗпОа, 1162, Оз х, МоОз д , обладающие электронной проводимостью. Однако пленки трех последних окислов неустойчивы к воздействию кислот и щелочей в отличие от пленки ЗпОз. Последняя химически достаточно устойчива и разрушается только под действием фтористоводородной кислоты и при кипячении в концентрированной щелочи. Удельная электропроводность ее порядка 10 ом Высокая проводимость станнатной пленки достигается путем нарушения стехиометрии в ней в сторону избытка 5пО и Зп, а также введением в кристаллическую решетку фтора или сурьмы [4-5]. [c.209]

Полупроводниковый электрод может обладать высокой плотностью ионизованных поверхностных состояний без появления вырождения, например при наличии монослоя адсорбированных молекул, которые могут быть ионизованы примерно в соотнощении 1 10. То, что таким путем можно избежать вырождения, вытекает из численных решений уравнения (89). На чистой поверхности полупроводника не может возникнуть такая высокая плотность ионизованных поверхностных состояний без наличия полного вырождения поверхности (см. раздел VI, 4). Это различие между чистой поверхностью полупроводника и поверхностью, находящейся в тесном контакте с другой фазой, становится оче- [c.429]

Продукты взаимодействия металлов подгруппы хрома с кремнием по формульному составу и структурным особенностям во многом напоминают пниктогениды. Для всех трех элементов существуют дисилициды 3S 2, представляющие собой тугоплавкие соединения., обладающие полупроводниковыми свойствами. Дисилициды устойчивы к агрессивным средам при повышенных температурах. Существование низших силицидов для вольфрама и молибдена точно не установлено. Напротив, в системе Сг—Si установлено существование соединений rSi, raSi, rgSi, первое из которых является вырожденным полупроводником, а два других — металлиды. Таким образом, в ряду силицидов хрома наблюдается та же закономерность, что была отмечена для фосфидов с увеличением атомной доли анионообразователя наблюдается переход от металлических свойств к полупроводниковым, что обусловлено изменением характера химической связи путем замены катион-катионных связей у низших силицидов на анион-анионные у высших. [c.346]

Силициды по составу и электрофизическим свойствам напоминают фосфиды и арсениды, хотя они более тугоплавки и термически стабильны. Низшие силициды Эз51, SzSi, 3Si — металлиды, а соединения 3Sia — полуметаллы или вырожденные полупроводники. [c.407]

Рассмотрим изменение зарядового состояния поверхности кремния п-типа, покрытого слоем термически выращенного 5102. Окисел, примыкающий к границе раздела 51—510а, сильно дефектен по кислороду, причем концентрация кислородных вакансий достаточно резко убывает к поверхности окисла. Поскольку с кислородными вакансиями ассоциирован положительный заряд, максимальный у границы раздела, то наблюдается обогащение электронами приповерхностного слоя кремния. Это обогащение приводит к изгибу энергетических зон вниз (рнс. 72, а) даже при отсутствии внешнего поля. Поскольку пространственный заряд сконцентрирован в очень небольшом слое вблизи границы 5 1 — Оз, то возникающее при этом собственное электрическое поле весьма значительно, что и приводит к сильному искривлению зон в приповерхностном слое полупроводника. Обычно до п-вырождения дело не доходит, но при наличии в окисле значительного количества положительных ионов примеси (особенно щелочных металлов) искривление зон настолько велико, что иногда может наблюдаться металлизация поверхности. Это, в частности, является причиной тангенциальных (поверхностных) утечек в полупроводниковых приборах. [c.125]

Здесь NdViNa—концентрации донорной и акцепторной примеси в объеме кристалла п и п+ —концентрации свободных электронов и дырок в центре кристалла Ео и —электронные уровни донорной и акцепторной примеси е — диэлектрическая проницаемость полупроводника. Коэффициентами 1 d и 8д учитывается различие в кратностях вырождения основных состояний ионизованных и неионизованных соответственно донорных и акцепторных примесных центров [2]. [c.139]

Снятие вырождения (по крайней мере частичное) приводит к возникновению смешанной проводимости. После снятия вырождения коэффициент термосилы образцов уменьшается обратно пропорционально температуре измерения (риС. 2). Такая температурная зависимость термоэдс типична для полупроводников. Линейный спад коэффициента термосилы с повышением температуры наблюдается обычно для полупроводников с невырожденной системой электронов [9]. [c.52]

По той же причине в электролите облегчается модуляция поверхностного потенциала полупроводника внешним полем. Значительная часть приложенной извне разйости потенциалов падает в области пространственного заряда в полупроводнике. Поэтому уже при напряжениях порядка 1 в можно получить большой наведенный заряд (10 —10 к1см ) и изменить по тенциал поверхности полупроводника яа несколько десятых вольта, а при еще более сильном заряжении — добиться вырождения свободных носителей вблизи поверхности. [c.7]

В коллоидной плазме, образующейся при ионизации газа с минеральной частью угля, ионизирующейся компонентой являются кристаллы простых и сложных окислов, по природе своей близкие к полупроводниковым материалам. Температурная зависимость концентрации носителей тока и электропроводности чистого полупроводника носит экспоненциальный характер, поскольку электронный газ в полупроводнике не находится в вырожденном состоянии и подчшяется законам классической статистики [3, 4]. [c.158]

Если в полупроводниках со структурой сфалерита Kpaii валентной зоны трехкратно вырожден npii к = 0 ( is) и имеются два сорта тяжелых и один сорт легких дырок (без учета спина), то в результате понижения симметрии прн переходе к структуре халькопирита вырождение частично снимается, становясь двукратным, зона легких дырок отщепляется и уходит вниз. Следует подчеркнуть, что это расщепление невелико. [c.336]

Численные решения уравнения (152) для вырожденной поверхности полупроводника свидетельствуют о том, что величина ДД p J, не является маленькой по сравнению с Д(ср , — ср,). Например, для германия, у которого = О, пусть н,. обр = 12 и и, = 18. Откуда Д(ср , — ср,) = — 154 же, а зЖ обр — 17 мв и 6 = — 132 мв и поэтому ДДср = — 2Ъ мв. Таким образом, для скорости прямой электрохимической реакции следует применить полное выражение (ибо ДДср , теперь нельзя не учитывать), после чего [c.428]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология