Химические связи в полупроводниковых соединениях

В последнее время широкое распространение получили работы по изучению магнитных свойств полупроводников. Особое значение подобные исследования приобретают при рассмотрении вопросов зонной структуры и химической связи полупроводниковых соединений. В этом плане всесторонне изучены антимонид и арсенид индия ([1—3] и др.). Представляет интерес исследование твердых растворов на основе этих соединений и, в частности, выяснение характера зависимости восприимчивости твердых растворов от состава, температуры и плотности носителей. [c.330]

В последнее время все больший интерес представляет для исследователей изучение физико-химических свойств полупроводниковых соединений типа А В 1(А1—Си, Ag В —5, 5е, Те) и сплавов между ними, вызванный перспективностью использования этих материалов в полупроводниковой электронике, а также в качестве термо- и фотопреобразователей энергии. Особое место в изучении физико-химических свойств этих соединений принадлежит термодинамическим исследованиям, которые важны при подходе к разработке и совер-шествованию технологических процессов синтеза и выращивания кристаллов, а также представляют интерес для выяснения физико-химической природы полупроводниковых материалов. Настоящая работа посвящена изучению термодинамических свойств соединений А В 1 и некоторых сплавов между ними, а также выяснению взаимосвязи их с некоторыми характеристиками межатомной связи, полученными по результатам исследования теплового расширения. [c.223]

Методы современной квантовой химии распространяются на все более сложные объекты. Квантово-химические расчеты позволяют описать не только молекулы, состоящие из большого количества атомов, природу ковалентной, ионной и других типов внутримолекулярных химических связей, но и в ряде случаев рассмотреть межмолекулярные взаимодействия и глубже понять особенности комплексных соединений, металлических и полупроводниковых кристаллов, сольватов, объединений взаимодействующих частиц в так называемые кластеры, промежуточных переходных состояний, возникающих в ходе химического превращения, и т. д. [c.48]

Для -металлов VH группы, особенно для марганца, характерен широкий диапазон изменения степеней окисления, рению более свойственны соединения высшей степени окисления. Изменение степени окисления сопровождается изменением характера химических связей (от ковалентно-полярных в соединениях высшей степени окисления до ионной связи в соединениях низшей степени окисления) и характера самого химического соединения. Металлообразных соединений -металлы VH группы не дают и электрическая проводимость возникает только за счет кислородных вакансий (широта области гомогенности) и имеет полупроводниковый характер. [c.354]

Интересно отметить, что среди таких интерметаллических соединений встречаются вещества с очень узким запрещенным интервалом энергии между полосами, т. е. эти вещества проявляют полупроводниковые свойства. Это показывает большой диапазон свойств веществ с промежуточным характером химической связи. [c.218]

Вопрос об активности соединений, например оксидов металлов, более сложен, поскольку приходится учитывать такие факторы, как характер химической связи между элементами, структура кристаллической решетки, полупроводниковые свойства оксидов и т. д. [c.58]

На примере серого олова — одной из модификаций элемента № 50 — была выявлена связь между свойствами и химической природой полупроводникового материала. И это, видимо, единственное, за что серое олово можно помянуть добрым словом вреда оно принесло больше, чем пользы. Мы еще вернемся к этой разновидности элемента № 50 после рассказа о еще одной большой и важной группе соединений олова. [c.46]

В ряде работ освещался вопрос о взаимосвязи (корреляции) между некоторыми физическими и физико-химическими свойствами твердого тела. Отмечено существование корреляции между щириной запретной зоны и типом химической связи [1, 2], а также между щириной запретной зоны и энергией кристаллической решетки ряда полупроводниковых соединений [3]. Рассмотрен вопрос о корреляции между подвижностью носителей тока и теплотой образования соединений различных структурных типов [4]. На основе одномерной модели твердого тела анализировалась корреляция между теплопроводностью и тепловым расширением твердого тела [5]. Имеются указания на наличие определенной взаимосвязи между теплопроводностью и твердостью вещества [6] и между коэффициентами теплопроводности и теплового расширения ряда веществ при различных температурах [7, 8]. Сопоставлены значения коэффициента теплопроводности некоторых соединений с температурой плавления и молекулярным весом [9]. Отмечено наличие определенной связи у некоторых соединений [10, II] между шириной запретной зоны, суммарным атомным номером, молекулярным весом, подвижностью свободных носителей тока и температурой плавления. [c.293]

Тепловые свойства тройных полупроводниковых соединений исследованы недостаточно [1]. Однако данные по температурной зависимости теплоемкости и характеристических температур, помимо самостоятельного научного и прикладного значения (например, для анализа вопросов межатомной химической связи), часто оказываются необходимыми при интерпретации результатов исследования других физических свойств. [c.440]

Нитриды бора, алюминия и галлия относятся к соединениям типа которые в последнее время находят широкое применение в качестве полупроводниковых материалов при высоких температурах. Нитриды бора и алюминия — хороший огнеупорный материал. Поэтому исследование процесса испарения этих соединений необходимо в первую очередь для выяснения их устойчивости в вакууме при высоких температурах. Кроме того, сопоставление полученных термодинамических данных в ряду от бора к галлию позволяет проследить характер изменения химической связи и электронного строения этих нитридов. [c.151]

Очевидно, принцип аддитивности будет выполняться тем лучше, чем ближе химическая связь соответствует ковалентному типу и чем меньшим поляризующим действием будет обладать катион (наименее благоприятными для расчетов являются соединения лития, бериллия и магния). Поэтому наиболее точные значения ковалентных рефракций металлов могут быть получены из экспериментальных данных для соответствующих интерметаллических или полупроводниковых соединений [c.27]

Химическое своеобразие полупроводниковых веществ, и в особенности алмазоподобных полупроводников, как можно было об этом судить уже в начале исследований, определяется наличием выраженной ковалентной связи между атомами и особенностями этого вида электронного взаимодействия. Но неорганические простые вещества и соединения с ковалентной связью раньше сравнительно мало изучались с химической стороны. [c.5]

Приведенные примеры анализа позволили установить корреляцию физических параметров с наличием микрофаз и отклонением от стехиометрии. Однако в ряде случаев физические параметры связаны не только с химическим составом соединений, и наиболее полная информация может быть получена при комплексном исследовании полупроводниковых соединений. [c.174]

Периодический закон — научная основа и метод многочисленных исследований. Назовем некоторые направления (темы), которые еще ждут дальнейших исследований. Это работы но теории химической связи и электронной структуры молекул химия комплексных соединений, включая редкоземельные элементы, а также соединения, имеющие полупроводниковый характер получение гю-лупроводниковых материалов, развитие химии твердого тела, синтез твердых материалов с заданным составом, структурой и свойствами поиски новых материалов на основе твердых растворов изоморфных боридов, карбидов, нитридов и оксидов переходных металлов IV и V групп получение сплавов и катализаторов на основе переходных элементов синтез неорганических веществ, включая неорганические полимеры получение веществ высокой [c.427]

Следует особо подчеркнуть то обстоятельство, что внутримолекулярное или внутрикомплексное взаимодействие атомов таких элементов, как С, Ы, 5, Р, Н, О, Ре, Мд, Т , создает исключительное богатство химических связей. Сюда относятся и сопряженные связи, имитирующие полупроводниковые свойства, и кумулированные связи, обладающие еще более высокой л-электронной проводимостью. Сюда относятся богатые энергией так называемые макро-эргические связи в соединениях типа аденозинтрифосфата и одновременно слабые водородные связи. Наряду с попарными межатомными связями типа С—Н, С—С в соединениях этих элементов встречаются явно многоцентровые, к которым относится, в частности, как можно полагать, и связь атома железа с пиррольными кольцами в геминах. [c.196]

По химическому составу полупроводники весьма разнообразны. К ним относятся элементарные вещества, как, например, бор, графит, кремний, германий, мышьяк, сурьма, селен, а также многие оксиды ( uaO, ZnO), сульфиды (PbS), соединения с индием (InSb) и т. д. и многие соединения, состоящие более чем из двух элементов. Известны и некоторые органические соединения обладающие полупроводниковыми свойствами. Таким образом, к полупроводникам относится очень большое число веществ. Обусловлены полупроводниковые свойства характером химической связи (ковалентным, или ковалентным с некоторой долей ионности), типом кристаллической решетки, размерами атомов, расстоянием между ними, их взаиморасположением. Если химические связи вещества носят преимущественно металлический характер, то его полупроводниковые свойства исключаются. Зависимость полупроводниковых свойств от типа решетки и от характера связи ясно видна на примере аллотропных модификаций углерода. Так, алмаз — типичный диэлектрик, а графит — полупроводник с положительным температурным коэффициентом электропроводности. То же у олова белое олово — металл, а его аллотропное видоизменение серое олово — полупроводник. Известны примеры с модификациями фосфора и серы. [c.298]

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]

Правило октета позволяет определить размещение элементарных полупроводников и компонентов полупроводниковых соединений в Периодической системе. В самом деле, насыщенные ковалентные связи могут существовать в кристаллах Si, Ge, a-Sn, Р, As, Sb, S, Se, Те, I2, которые расположены компактной группой на границе между типичными металлами и неметаллами. В химическом отношении, следовательно, элементарные полупроводники, как правило, обладают амфотерными свойствами. Наиболее ярко выражены полупроводниковые свойства у элементов IV группы, кристаллизующихся в структуре алмаза с тетраэдрической ориентацией атомов. Полупроводниковые свойства характерны и для бинарных соединений, составные элементы которых равноотстоят от элементов IV группы (AiiiB ",AiiB "i, АШ " ). Сумма номеров групп, в которых находятся компоненты этих соединений, равна восьми, что соответствует общему количеству валентных электронов на формальную единицу. По этому признаку формируются так называемые изо-электронные ряды кремния, германия и серого олова [c.319]

Соединения с металлами. Взаимодействие металлов с металлами приводит к образованию в большинстве случаев металлоподобных соединений — интерметаллидов. Чаще всего эти соединения более тугоплавки, чем исходные металлы, и химически более шертны. Характер межатомной связи в интерметаллидах определяется свойствами его компонентов. Если один из компонентов проявляет металлоидные свойства, то связь в соединении имеет большую долю ионности, так как доля электронов, отдаваемых атомами в коллективное владение всеми атомами, уменьшается. Например MgAg — типичный интерметаллид с металлическим характером связи, соединение Mg2Sn — проявляет полупроводниковые свойства, а MgзN2 и М 0 — соединения металла с неметаллом имеют ионную связь. [c.219]

Так как знание химии должно обеспечивать подготовку к изучению специальных дисциплин, в частности курса электрорадиоматериалов, то в этой книге отражены вопросы, которые обычно отсутствуют в учебниках по общей химии элементы химической термодинамики, реальные кристаллы, глубокая очистка веществ, фазы переменного состава, термодинамические условия синтеза полупроводниковых соединений переменного состава, специальные вопросы электрохимии и др. В учебнике опущено учение об атомных ядрах, так как этот раздел изучается в курсе физики. В разделе органической химии дана лишь небольшая надстройка над курсом 10 классов средней Н1К0ЛЫ. Обращено особое внимание на использование химических методов и различных веществ в микроэлектронике, радиотехнике, полупроводниковой и вакуумной технике. Весь курс основан на учении о строении атома и периодическом законе Менделеева, на учении о химической связи. Учтены некоторые элементы термодинамики. [c.4]

Автор надеется, что эти предварительные результаты заинтересуют химиков и привлекут внимание новых исследователей к области химии смешанных неорганических соединений. На этом пути можно (в принципе) добиться любых атомных сочетаний (что важно, например, для полупроводниковой техники) или увеличивать размеры неорганических молекул (это представляет интерес для науки о полимерах). Наконец, смешанные соединения могут оказаться полезными и для теоретических исследований природы химической связи, так как они своего рода неорганические гомологи. Очевидно, ряд солей состава МеАВ, МеАС, МеАО,. . . будет изменять свои свойства более монотонно, чем соли типа МеА, МеВ, [c.163]

Среди материалов, обладающих электрическими свойствами, обычно рассматр йвают проводники, полупроводники и диэлектрики. Различия между ними определяются характером химической связи и структурой энергетических зон, возникающих в результате взаимодействия атомов или ионов, составляющих кристаллическую решетку. Энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла в отличие от диэлектрика характеризуется более узкой полосой запрещенных энергий. Некоторые важнейшие полупроводниковые материалы для электронной техники уже были рассмотрены (германий, кремний, арсенид галлия). В то же время существует много перспективных соединений типа А В (А —Оа, 1п В -8Ь, Аз, Р) и А В1 (А11-2п, Сс1, Hg В -5, 8е, Те). Первые из них обладают исключительно высокой подвижностью носителей заряда, а вторые позволяют в широком интервале изменять ширину запрещенной зоны. Среди диэлектриков со специальными свойствами в первую очередь следует выделить сегнето- и пьезоэлектрические материалы для квантовой электроники, включая активные среды лазеров и мазеров. Первые из них склонны к поляризации только пол влиянием внешних механических воз- [c.164]

Например,. окислительно-восстановительные реакции катализируются полупроводниками, склонными к образованию определенных кристаллических структур. Если ограничиться полупроводниками, не содержащими переходных элементов, то, согласно Музеру и Пирсону [332, 333], для химических связей в полупроводнике должны выполняться следующие условия 1) связи в кристаллах должны быть преимущественно ковалентными 2) в элементарных полупроводниках связываются все s- и р-валентпые электроны, в полупроводниковых же соединениях необходимо, чтобы хотя один из двух связанных атомов полностью спаривал свои 5,р-электроны [c.92]

Сделаны первые попытки создания радикально-цепной теории, основанной на трактовке активных центров как свободных валентностей [58, 2] и на механизмах полупроводникового катализа. Влияние контактных реакций на орто-пара-щеаращеъже водорода и изотопный обмен целыми радикалами при этих реакциях [59] указывают на существование лабильных радикалов или радикалонодобных форм при классическом органическом катализе. В то же время делается очевидным, что как и в гомогенном катализе, в жидкостях в качестве отправного элементарного акта чаще, чем образование обычных ковалентных связей и переход электронов, происходит образование лабильных комплексов присоединения со всем широким набором химических связей, встречающихся в электронной химии лигандов и твердых тел. Дальнейшая конкретизация структуры и свойств этих соединений и изучение закономерностей химии двухмерных поверхностных координационных соединений — задача ближайшего времени. Вторая актуальная задача — установление роли свободных радикалов и цепных реакций в осуще- [c.511]

Способность неопределенных соединений полупроводникового типа увеличивать интервалы непрерывного изменения энергии химической связи при взаимодействии с атомами или молекулами дальтонидов за счет изменения электронных зарядов связей от нуля, т. е. от ван-дер-ваальсовой связи, до 2,5 (т-электронов, т. е. до усиленной полной ковалентной связи. Определенные соединения такой способностью не обладают электронные заряды связей в них изменяются в пределах 0,6 о-электрона, т. е. от ослабленной до усиленной ковалентной связи, или количественно от 1,8 до 2,4 э. Различие между определенными и неопределенными соединениями в этом отношении в свою очередь связано со способностью твердых тел астехиометрического состава к химическому взаимодействию, посредством электронного и дырочного газа. [c.394]

Результаты исследования охарактеризованной выше группы новых полупроводниковых катализаторов еще не решают вопроса о роли свободных -электронов, -орбит или -зон в катализе редоксного класса. Возможно, что и в этой группе полупроводников А "В " со структурой сфалерита и тем же типом связей соединения, содержащие в качестве А переходные элементы, обладают повышенной каталитической активностью, как это, по-видимому, характерно для окислов и сульфидов. Но таких соединений с /п 1 пока известно очень немного, и нужно найти условия, при которых они не изменяли бы своей кристаллической структуры и химического состояния в присутствии субстрата. Нельзя также считать полностью исключенным, что атомы А элементов главных подгрупп в полупроводниках А" В " используют при образовании химических связей в поверхностных хемосорбционных соединениях распаренные электроны комплексных -оболочек. Это весьма вероятно для 2п и Сс1, непосредственно следующих за завершением переходных рядов Зе -> Си и —> Ag. [c.36]

Выделение полупроводниковых веществ в отдельные группы в соответствии с выбранными принцинами позволяет проследить основные закономерности образования фаз, изменения их свойств и установить связь химического состава со свойствами этих веществ. Основой кристаллохимического сходства веществ является общность типа химической связи и ее закономерное изменение в зависимости от расположения элементов, составляющих соединение, в периодической системе. Известно, что все свойства веществ внутри одной кристаллохимической группы [c.175]

Однако отклонения некоторых констант соединений А в7 от промежуточных значений у соединений А В и А Щ в некоторых случаях велики, и это указывает на то, что большинство характеристик соединений А Вз не имеет значений, лежащих между соответствующими величинами соседних недефектных соединений в изоэлектронных рядах, в связи с чем отнесение соединений А 2 Вз к этим рядам является условным [58]. Палатник ]56] также не считает эти соединения принадлежащими изо-электронным рядам. Особенностью дефектных соединений состава А В является образование твердых растворов с нормальными тетраэдрическими фазами в широком интервале концентраций. Эти твердые растворы кристаллизуются в решетке цинковой обманки, что подтверждает общность природы химической связи веществ, образующих гомогенные фазы и подтверждает принадлежность соединений А Вз к семейству тетраэдрических алмазоподобных веществ. Образование гомогенных фаз между различными типами нормальных и дефектных соединений — двойных и тройных — открывает большие перспективы для получения полупроводниковых веществ с широким набором свойств. [c.204]

Аналогия природы химической связи у полупроводниковых соединений со структурой сфалерита и халькопирита заставляет предполагать, что зоны проводимости у этих соединений также сходны, т- е. нижний край зоны проводимости в соединениях со структурой халькопирита находится в центре зоны Бриллюэна и не вырожден [4]. В работах [8, 9] указывалось, что в нолупроводпнках со структурой халькопирита макси.мум валентно зо 1ы реализуется в центре зоны Бр1 л л оэна. [c.336]

Жузе и сотр. [136] предложили модель химической связи в дефектных алмазоподобных соединениях. Рассматривая закономерности изменения свойств в рядах полупроводниковых соединений с нормальной тетраэдрической структурой, они нашли, что свойства ХпзТез укладываются в ряд а-Зн, ХпЗЬ, ХпзТез, С<1Те, AgJ, представляющий собой ряд изоэлектронных соединений с одинаковым числом внутренних электронов, равным 46. Другие соединения А-2 Вз также составляют изоэлектронные ряды аналогов [20].Палатник [106] не считает соединения Аа В членами изоэлектронных рядов и дает несколько отличную от пред- [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология