Электрические свойства германия

В последнее время значительное внимание уделяется исследованию процессов самодиффузии и диффузии примесей в полупроводниках — германии и кремнии. Характерна аномально большая скорость диффузии лития, меди и никеля в германии ( 10 см /сек при 800°), приближающаяся к скорости диффузии в жидкостях. Наблюдая движение меченых ионов меди в электрическом поле, а также изучая электрические свойства германия, легированного медью, удалось, например, показать, что в области умеренных температур медь перемещается в германии в форме отрицательных ионов, чему соответствует очень малая скорость диффузии (8-10" см /сек при 500°). В области высоких температур (800—900°) медь перемещается в форме положительных ионов [14]. [c.743]

На электрические свойства германия оказывают влияние различные факторы, из которых основную роль играет наличие посторонних примесей в кристаллической решетке германия. Так, примеси элементов I— III групп периодической системы вызывают в германии проводимость дырочного типа, примеси элементов V—VI групп вызывают электронную проводимость. В связи с этим с особой остротой встает вопрос об анализе металлического германия на содержание примесей различных элементов. [c.56]

Термическая обработка германия очень сильно влияет на электрические свойства германия. Этому вопросу посвящена обширная литература [38—40]. Также существенно меняет электрические параметры германия давление. [c.75]

Б последние годы появилось несколько тысяч работ, посвященных химии и физике полупроводниковых материалов. Накопление большого экспериментального материала позволило установить связь между электрическими свойствами германия, кремния и других полупроводников и их структурой, а также характером химической связи между атомами. Это позволило, в свою очередь, классифицировать полупроводниковые соединения по их структуре и дало возможность предсказывать полупроводниковые свойства еще не исследованных материалов, а также создавать новые полупроводниковые материалы с заданными электрическими свойствами. [c.72]

Электрические свойства германия [c.226]

Микроволновое определение электрических свойств германия. [c.227]

Влияние термической обработки на электрические свойства германия. [c.228]

Германий обладает полупроводниковыми свойствами и с этим связано его основное применение. Германий, идущий для изготовления полупроводниковых приборов, подвергается очень тщательной очистке. Она осуществляется различными способами. Один из важнейших методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. разд. 11.3.4). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных примесей. Такими примесями служат элементы пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводниковые приборы из германия (выпрямители, усилители) широко применяются в радио- и телевизионной технике, в радиолокации, в счетно-решающих устройствах. Из германия изготовляют также термометры сопротивления. [c.421]

Ядерные излучения используют для получения новых веществ, для улучшения свойств полимеров и т. д. Большой интерес представляет изменение свойств различных материалов под влиянием этих облучений. Например, оказалось, что из предварительно облученного угля легче извлекается частый его спутник германий каучуки вулканизуются без добавок серы полиэтилен становится более устойчивым к нагреванию и органического стекла (см. гл. ХП1) нагреванием и облучением можно получить пенопласт и т. д. Ядерные излучения возбуждают множество цепных реакций. В полупроводниковых кристаллах они увеличивают число различных дефектов, что резко изменяет их свойства, особенно электрофизические. В связи с этим упомянем о чувствительности к излучениям, радиодеталей, применяемых в управляющих и регистрирующих приборах атомных реакторов. Радиолампы меняют параметры незначительно. Полупроводниковые приборы теряют свои свойства уже при малой дозе облучения. Масляные конденсаторы вспучиваются при облучении вследствие разложения масла. Керамические и слюдяные конденсаторы меняют свойства только после длительного облучения. У металлических сопротивлений электрические свойства практически не меняются, а у угольных сопротивление уменьшается. Магнитные свойства силиконового железа, пермаллоя (см. гл. ХИ, 7) и др. ухудшаются. Как видно, электронные приборы можно использовать в полях излучений (в частности и космических) при условии не слишком больших доз облучения и очень осмотрительно. [c.47]

Рассмотрим влияние химически адсорбированного кислорода и паров воды на полупроводниковые свойства германия. Окисленная поверхность германия, содержащая оксид и гидроксид, проницаема для водных паров. На поверхности раздела между германием и оксидным слоем молекулы воды отдают электроны германию и образуют Н+-ИОНЫ, а гидроксильные группы связываются с поверхностными атомами германия. Процесс образования Н+-ИОНОВ резко возрастает при большой концентрации дырок вблизи поверхности. При этом энергетические уровни непосредственно под поверхностью полупроводника настолько искажаются, что, например, приповерхностные участки базовой области германиевого триода от эмиттера до коллектора могут превращаться в материал л-типа и базовый слой окажется зашунтированным. Очевидно, окончательные этапы изготовления прибора должны проходить в сухом воздухе и р—/г-переходы должны быть герметизированы. В оксидном слое у поверхности раздела с полупроводником Н+-ионы способны перемещаться. В определенных условиях Н+-ионы захватывают электроны из объема германия, уменьшая тем самым число свободных электронов. При этом изменяются объемный заряд в полупроводнике, проводимость и другие электрические свойства. Подобные процессы происходят и на кристаллах кремния. [c.311]

Электрические свойства монокристалла германия (или кремния) резко изменяются при сплавлении элемента с очень небольшими количествами других элементов. Подобные эффекты, объясняемые в последующих разделах, лежат в основе работы полупроводниковых узлов, транзисторов и интегрирующих схем. [c.537]

Термическая обработка германия значительно изменяет его электрические свойства, в том числе и тип проводимости. [c.98]

При техническом применении германия, а также других полупроводников существенное значение имеет не только чистота, но и строение кристаллов. Применяются предпочтительно крупные монокристаллы, поскольку в поликристаллах, составленных из многих мелких кристал.лов, происходит концентрация примесей на внутренних границах кристаллов, и таким образом они оказываются неоднородными по своим электрическим свойствам. Крупные монокристаллы германия получаются методом затравки, при котором небольшой чистый кристалл вносится в расплав германия, температура которого превышает температуру плавления всего на несколько градусов. Затравка очень медленно поднимается вверх и тянет за собой расплав, пристающий к ее нижней части благодаря силам смачивания. Таким образом, можно получить кристаллы любых размеров. Известны весьма крупные кристаллы диаметром 50 и 450 мм в длину. [c.269]

Так, например, термическая обработка германия значительно изменяет его электрические свойства, в том числе и тич проводимости, Влияние термообработки на характер проводимости германия представлено на рис, 5. [c.47]

Систематическое исследование электрических свойств относится примерно к концу прошлого столетия, к 1887 г,, когда одновременно Кюри в Париже и Варбург в Германии изучили свойства диэлектриков и выяснили основные факты в этой области. Однако объяснение этих фактов оставалось чрезвычайно туманным. [c.287]

НОЙ очистке. Она осуществляется различными способами. Один из важнейщих методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. 193). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных примесей. Такими примесями служат элементы пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводниковые приборы из германия (выпрямители, усилители) широко применяются в радио- и телевизионной технике, в радиолокации, в счетно-решающих устройствах. Из германия изготовляют также термометры сопротивления. [c.505]

Самую большую и разнообразную группу составляют полупроводники, т. е. вещества со значениями электропроводности в интервале примерно от Ю" до 10 ом -см . К ним относятся многие простые тела (германий, кремний, бор, иод), сплавы (например, сплав цинка с сурьмой), различные неорганические соединения (окислы, сульфиды) и довольно большое число органических веществ (сложные ароматические соединения, белки, ряд синтетических полимеров). Однако особенности электрических свойств полупроводников не ограничиваются только величинами электропроводности. Одним из наиболее существенных отличий полупроводника от металла является характер зависимости электропроводности от температуры. В то время как сопротивле- [c.274]

В соответствии с ГОСТ 10862—64 полупроводниковым приборам присваивают обозначение из четырех элементов. Первый элемент (буква или цифра) — это исходный материал Г или 1 — германий, К или 2 — кремний. Второй элемент (буква) указывает класс или группу приборов Д — универсальные и выпрямительные диоды, С — стабилитроны, Т — транзисторы, И — туннельные диоды и т. д. Третий элемент обозначения представляет собой число, которое расшифровывается как назначение или электрические свойства прибора. Так, диоды низкой частоты выпрямительные обозначают номерами 102—399, универсальные диоды — 401—499 стабилитроны средней мощности при напряжении стабилизации 1—9,9 s имеют номера 401—499, а при напряжении стабилизации 10— 99 в — 501—599. Стабилитронам большей мощности при [c.56]

Действительно, теперь имеется метод получения таких чистых металлов — зонная плавка. Первое применение этого метода не относилось к металлам в узком смысле слова. Оказалось, что электропроводность германия и кремния практически полностью опр-еделяется наличием примесей. При помощи зонной плавки электропроводность постепенно уменьшали при возрастающей степени чистоты, и лишь при концентрации примесей 10 атомов проводимость упала до такой степени, что образцы можно было использовать для изготовления транзисторов. Оказалось возможным достигнуть степени чистоты германия 10, не принимая во внимание содержание кислорода. Но оказалось также, что в этих образцах кислород может находиться в количествах, еще легко определяемых аналитически, и, тем не менее, не оказывает заметного влияния на электрические свойства. Зонная плавка является столь эффективным методом именно потому, что ее можно провести таким образом, чтобы весьма чистый металл не соприкасался с другими веществами. Этот метод уже успешно применен к таким тугоплавким металлам, как титан и молибден, находившимся в виде свободно расположенных образцов. [c.350]

Ое Водород в германии растворяется при температуре 1000Х и выше, взаимодействие имеет место только в случае атомарного водорода. Поглощение водорода отрицательно сказывается на электрических свойствах германия [72, 7 ] [c.175]

Если типичные свойства металлов определили их применение в качестве конструкционных материалов, то для механической обработки металлов потребовались материалы — инструментальные и абразивные — с иными свойствами. Инструментальные и абразивные материалы должны отличаться от конструкционных (металлических) материалов большей механической прочностью, твердостью, термической и химической стойкостью. Оказалось, что такие свойства могут иметь вещества, кристаллические решетки которых в отличие от металлических относятся к атомному типу. Такой тип крис1аллических решеток встречается у элементарных веществ и простых соединений, образованных химическими элементами промежуточного характера, к которым относятся бор, углерод, кремний, германий, сурьма. Электрические свойства веществ, образованных последними тремя элементами, дали возможность использовать их также и в качестве полупроводниковых материалов. Таким образом, промежуточные элементы и их соединения разрешили проблему изыскания инструментальных, абразивных и полупроводниковых материалов. [c.213]

Вместе с углеродом и кремнием германий, олово и свинец составляют IVA группу периодической системы элементов. На наружном энергетическом уровне атомов этих элементов находится четыре электрона s p . Этим элементам свойственны обычно окислительные числа +2 и - -4, причем число +4 возникает вследствие перехода во время химических реакций одного из s-электронов на уровень р. Ввиду роста радиусов атомов и уменьшения энергии ионизации в группе IVA наблюдается усиление металлических свойств. Германий по электрическим свойствам явл яется полупроводником. Другие свойства металлов у него выражены очень слабо. В своих соединениях германий характеризуется ковалентным характером связей. Олово и свинец — металлы менее активные и типичные, чем металлы IA, ПА и IIIA групп. Это видно из преимущественно ковалентного характера связей в соединениях этих элементов, в которых их степень окисления +4. Также и во многих соединениях этих элементов, где их степень окисления +2, связи имеют смешанный характер. [c.208]

Другая важная проблема — разработка методов обнаружения и определения микроколичеств элементов. Физические и химические свойства материалов часто зависят от присутствия именно микрокомпонен-тов. Титан и хром долгое время считали хрупкими металлами, которые нельзя ковать и прокатывать, однако недавно было установлено, что эти металлы в очищенном состоянии пластичны и что их хрупкость обусловлена незначительными примесями посторонних элементов. Германий является одним из основных материалов для изготовления полупроводниковых приборов в радиотехнической промышленности, однако он утрачивает свои полупроводниковые свойства, если на десять миллионов атомов германия приходится более одного атома фосфора, мышьяка или сурьмы. Самая незначительная примесь гафния в металлическом цирконии делает последний непригодным для использования в атомной промышленности. Ничтожные примеси титана, ванадия, висмута и некоторых других металлов в сталях значительно изменяют их механические и электрические свойства. Почти все элементы периодической системы входят в очень небольших количествах в состав тканей растений и живых организмов, причем каждый элемент играет впол- [c.16]

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]

Фотокаталитичеокий эффект у платиновых катализаторов сильно зависит от электрических свойств носителя. Чем шире запрещенная зона носителя (диэлектрики), тем больше вероятность ионизации атомов платины, адсорбированных на этом носителе, и наоборот уменьшение ширины запрещенной зоны увеличивает возможность электронных переходов между носителем и адсорбированной платиной (полупроводники уголь,, германий, металлы висмут, платина, где запрещенная зона отсутствует) таким образом повышается вероятность возврата валентного электрона на атомы платины. В соответствии с этим наибольшее падение активности при облучении наб [юдается в случае платины на силикагеле, наименьшее — в случае платиновой черни. [c.158]

Полупроводники. Особые электрические свойства ряда соединений, весьма разнородных по химической нрироде, вызделили их в большой класс так называемых нолупровюдников. К ним относятся некоторые металлы (германий, олово), окислы (окись цинка, закись нике- [c.14]

Зонную теорию обычно используют для описания ионных кристаллов [104], которые, как правило, являются хорошими изоляторами. Полагают поэтому, что ее можно применять также при описании молекулярных кристаллов. Например, с использованием этой теории рассматривались электрические свойства кристаллов Ь и Зв [102], а также электрические свойства кристаллов типа антрацена [33]. Однако при рассмотрении молекулярных кристаллов встретились затруднения, которых не возникает, например, в случае ковалентных кристаллов типа германия или соединений двух элементов. Бьюб [18] приводит более 100 таких соединений, имеющих тесное соответствие между энергетической щелью и длинноволновой границей поглощения. Изучение всех этих кристаллов несколько осложнено наличием экситонов их спектр вполне определяется энергетической щелью. Дополнительной характеристикой служит и то, что вообще в таких соединениях эффективная масса электрона (а также дырки) имеет примерно тот же порядок величины, что и масса свободного электрона. Молекулярные кристаллы, такие, как антрацен, отличаются от только что обсуждавшихся неорганических соединений тем, что начало сильного поглощения у них непосредственно не связано с энергетической щелью между нижней зоной и зоной проводимости. Край поглощения кристаллом непосредственно связан с краем погло- [c.661]

Извлечение германия осуществляется преимущественно в виде летучего соединения ОеСЦ, которое после тщательной очистки от посторонних примесей гидролизуется с образованием двуокиси герма ния высокой чистоты, последняя восстанавливается водородом до элементарного германия. Для повышения степени чистоты германия, в соответствии с требованиями полупроводниковой электроники, его подвергают металлургической очистке методами зонной плавки или направленной кристаллизации с последующим получением в виде монокристаллов. Эти методы основаны на различной растворимости примесей в жидком и твердом германии. Плавление германия осуществляется в атмосфере защитного газа Нг, N2, Не, Аг. Для придания германию определенных электрических свойств в расплав чистого германия при вытягивании монокристаллов вводят в незначительном количестве (10 —10 1зт. %) донорные (Аз, 5Ь, Р) или акщапторяые (В, А1, (За, 1п) примеси. [c.103]

Значительное число работ было посвящено влиянию хе-, мосорбированного кислорода на электрические свойства поверхности германиевого электрода. Эллипсометрические измерения [30, 31] и метод потенциодинамических кривых заряжения показывают, что в растворах электролитов, хорошо растворяющих окислы германия (концентрированная фтористоводородная кислота или щелочь), в стационарных условиях германиевый электрод покрыт приблизительно монослоем кислорода. При анодном окислении (даже в условиях быстрого анодного растворения материала электрода) это количество существенно не увеличивается. При катодном восстановлении большая часть хемосорбированного кислорода восстанавливается и удаляется с поверхности далее электрод покрывается монослоем хемосорбированного водорода. [c.13]

Структурные особенности фосфидов и арсенидов германия и кремния мало известны. Однако Хуллигер и Мозер [32], рассматривая электрические свойства аномальных по составу дальтонидов, не подчиняющихся правилам нормальной валентности, высказали соображения о связях и структурах в соединениях и их аналогии с соеди- [c.190]

Полупроводники — это простые вещества элементов, стоящих в Периодической системе на границе между металлами и неметаллами (кремний, германий), соединения таких элементов (моноарсенид галлия) или различные соединения с несте-хиометрическим составом или с дефектной структурой. По электрическим свойствам они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. [c.140]

В последнее время нами проводился синтез и исследование физических свойств ряда соединений типа Аг Сд , содержавших в качестве компонента первой группы медь, четвертой — германий и олово и шестой — серу и селен [1, 2]. Проведены измерения температуры плавления образцов стехиометрического состава, измерены тепловое расширение, теплопроводность, скорость распространения продольных ультразвуковых волн. Кроме того, измерены электрические свойства шприна запрещенной зоны, подвижность, концентрация и знак заряда носителей тока. На основании полученпых данных с учетом данных работы [3] рассчитан модуль продольной упругости. Помимо этого рассчитана характеристическая температура 0 двумя независимыми путями — с помощью формулы А. Эйнштейна [c.243]