Электропроводность полупроводников и ее температурная зависимость

При температуре О К полупроводники представляют собой типичные диэлектрики, так как их зона проводимости пуста. При нагревании их проводимость растет, так как все большее количество электронов перебрасывается в зону проводимости. Температурная зависимость электропроводности полупроводников обратна аналогичной зависимости для металлов. [c.86]

Рис. 12. Температурная зависимость удельной электропроводности полупроводника

Электропроводимость металлов выше Ю Ом -см , диэлектриков ниже 10 Ом -см- (при 298 К), проводимость полупроводников лежит между этими значениями. Однако главное отличие полупроводников от металлов состоит не в количественной оценке электропроводности, а в характере зависимости проводимости от температуры (рис. 4.19). Температурная зависимость проводимости металлов определяется временем свободного пробега электронов. С повышением температуры тепловые колебания атомов в узлах кристаллической решетки усиливаются, что приводит к увеличению взаимодействия их с электронами и к понижению проводимости. [c.187]

Рис. 10.9. Температурная зависимость удельной электропроводности донорного полупроводника. Кривая а соответствует меньшей конпентрапии примеси в сравнении с кривой б

Отмеченное выше различие температурной зависимости электропроводности для полупроводника и для металла обусловлено прежде всего неодинаковым изменением концентрации носителей тока с температурой. В металле концентрация носителей тока практически равна количеству атомов (1022—1023 в 1 сжЗ) и не зависит от температуры, а очень слабый рост сопротивления при нагревании связан с некоторым уменьшением подвижности носителей, составляющей обычно 10—100 см 1в-сек. В полупроводнике же повышение температуры вызывает увеличение концентрации носителей тока, которое тем больше, чем меньше ширина запрещенного участка. Соответствующее увеличение электропроводности с температурой количественно описывается уравнением [c.278]

Температурная зависимость электропроводности и термо-э. д. с. монокристаллов MnS представлены на рис. 38 [319]. По знаку термо-э. д. с. образцы MnS являются дырочными полупроводниками. Ход температурной зависимости а и б моно- и поликристал-лических образцов почти не различается [336]. [c.163]

Для реакций окислительно-восстановительного катализа, при которых промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором, по-видимому, связано с электронными переходами, в случае полупроводниковых катализаторов для расчета промежуточного поверхностного взаимодействия может быть использована зонная теория. Этот подход, опирающийся на развитый аппарат теории полупроводников, был впервые предложен Ф. Ф. Волькенштейном [1] и использован во многих работах советских и зарубежных ученых. При хемосорбции и катализе в результате взаимодействия реагирующих веществ со свободными электронами или дырками твердого катализатора на его поверхности могут образоваться заряженные частицы, а расположенный у поверхности катализатора объем приобретает заряд противоположного знака. Это приводит к определенной связи хемосорбционных и каталитических свойств с полупроводниковыми свойствами твердых катализаторов, в частности к зависимости теплоты хемосорбции, а следовательно, и энергии активации хемосорбции от положения уровня Ферми. Отсюда вытекает заманчивая возможность сознательного регулирования каталитических свойств полупроводников путем смещения уровня Ферми, введением добавок или другими способами. Это стимулировало большое число экспериментальных исследований. В основном исследовалась связь каталитической активности с электропроводностью и ее температурной зависимостью. Для отдельных катализаторов, например для германия, связь отсутствовала. В большинстве же случаев, в частности для окислов переходных металлов, введение добавок, меняющих электропроводность, как правило, оказывало влияние и на каталитическую активность. В дальнейшем, однако, когда были проведены более подробные исследования, а именно, изучена хемосорбция отдельных компонентов на катализаторе и ее влияние на его проводимость, а также прямые измерения работы выхода электрона, обнаружилось много противоречий. [c.8]

Ковалентно-металлические связи. Полупроводники. В 6 мы уже упоминали, что наряду с металлами, обладающими большой электропроводностью, и изоляторами, которые практически ток не проводят, существует широкий класс кристаллических веществ, обладающих слабой (по сравнению с металлами) электропроводностью, причем температурная зависимость электропроводности таких кристаллов резко отлична от температурной зависимости электропроводности металлов (с повышением [c.214]

Проведенное авторами исследование температурной зависимости электропроводности (табл. 3.7) показало, что ширина запрещенной зоны существенно ниже 2 эВ и составляет О,8-1,3 эВ, что свидетельствует о возможной принадаеяности олигомеров АСМОЛ к классу органических полупроводников. Но, с другой стороны, возникает парадоксальная ситуация, заключающаяся в существовании электроизоляционных свойств у олигомеров при комнатной и более низкой те1лперату-рах. Так, для олигомера типа АСМОЛ-1 уравнение температурной зависимости электропроводности имеет вид [c.32]

Учитывая все эти соображения, можно понять, почему температурную зависимость электропроводности полупроводников часто описывают уравнением [c.523]

Несмотря на наличие сопряжения по цепи по электропроводности ароматические полиамиды не могут быть отнесены к полимерным полупроводникам, обладающим электронной проводимостью. Напротив, эти полимеры имеют такую же электропроводность, как и многие неполярные полимеры с е 2, хотя известно, что повышение диэлектрической проницаемости, как правило, сопровождается увеличением электропроводности. По-видимому, малая электропроводность ароматических полиамидов при комнатных температурах связана с ограниченной молекулярной подвижностью при значительном удалении от температуры стеклования. На температурной зависимости электропроводности наблюдается излом в области 100 °С. Принято считать, что подобный эффект связан с изменением механизма или энергетических параметров процесса переноса зарядов. Например, для большинства полимеров излом на графике температурной зависимости электропроводности наблюдается в области стеклования. Имеющиеся данные [32] указывают на существование протонной проводимости в ароматических полиамидах по крайней мере при температурах выше 80 °С. Возможно, что излом на графике температурной зависимости электропроводно- [c.195]

Первый из них измерял температурную зависимость электропроводности окиси цинка (подвергнутой спеканию и в виде напыленных слоев), а также константу Холла при 25 и —190°С. Наклоны кривых зависимости логарифмов этих величин от обратной абсолютной температуры совпадают в пределах 20%. Наклон, который дает энергию ионизации доноров, уменьшается с ростом проводимости — в приближенном согласии с правилом Мейера [30] для окисных полупроводников. Энергия ионизации падает с увеличением концентрации донорного междуузельного цинка. Подвижность при комнатной температуре может изменяться на разных образцах от 0,6 до 30 см в" се/с . [c.306]

На гомогенных крупнокристаллических слитках измерялась температурная зависимость электропроводности и эффекта Холла, а также производилось исследование оптического поглощения. Было выяснено, что характер температурной зависимости электрических свойств исследованных твердых растворов подобен аналогичным зависимостям в исходных бинарных соединениях. Это представляет большой интерес с точки зрения возможности практического применения и отнесения твердых растворов к той же кристаллохимической группе полупроводников, о чем подробнее будет говориться в дальнейшем. [c.124]

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ и ЕЕ СВЯЗЬ С ЭНЕРГИЕЙ АКТИВАЦИИ [c.362]

Температурная зависимость электропроводности полупроводников [c.363]

Температурная зависимость электропроводности полупроводников и ее связь с энергией активации [c.523]

Принципиальная разница между металлами и полупроводниками заключается в температурном ходе электропроводности и в температурной зависимости концентрации носителей тока. В то время как металлы с повышением температуры понижают свою электропроводность, у полупроводников с ростом температуры она увеличивается. Температурный коэффициент проводимости у металлов имеет отрицательный знак, а у чистых полупроводников — положительный. При абсолютном нуле полупроводники превращаются в изоляторы. В этих же условиях электропроводность металлов неизмеримо возрастает, а многие из них переходят в сверхпроводящее состояние. [c.9]

Электропроводность карбида кремния меняется в широких пределах от 10 до 5 ом -см в зависимости от степени загрязнения и нарушения стехиометрии. Температурная зависимость проводимости карбида кремния типична для примесных полупроводников. Примерно до 600°С электропроводность растет с температурой за счет увели- [c.228]

Температурная зависимость электропроводности халькогенидных стекол подчиняется известному для полупроводников экспоненциальному закону. На рис. 129 приведен температурный ход электропроводности для стекол различного химического состава. Для них характерно отсутствие области примесной проводимости. Халькогенидные стекла обладают значительной термо-э.д.с., а знак носителей тока отвечает дырочной проводимости. [c.263]

Электропроводность полупроводников и ее температурная зависимость [c.259]

В простых полупроводниках, для которых справедлива зонная модель, энергию активации электропроводности связывают с положением примесного уровня в запрещенной зоне. Модифицирование изменяет расположение этого уровня по отношению к зоне проводимости и, таким образом, изменяет Е ., химических соединениях с большой локализацией электронов (шпинели) энергия активации проводимости может определяться энергией активации подвижности носителей тока [411]. В соединениях типа вольфраматов и молибдатов природа изменения энергии активации электропроводности неясна. Для сложных многофазных систем Ед определяется температурными зависимостями электропроводности составляющих компонентов, величиной ф и концентрацией отдельных фаз в смеси. [c.276]

Из других окислов переходных металлов пятиокись ванадия УаОд исследовалась в температурном интервале от —160 до 30° С. Электропроводность пятиокиси ванадия при комнатной температуре порядка 10 —10 oм м . Относительно высокая удельная проводимость УзОв обусловлена примесями других металлов и нарушением стехиометрии. Температурный ход удельной проводимости полупроводниковый. УгОб является полупроводником п-типа, в решетке которого существует недостаток атомов кислорода против стехиометрии. Однако длительный отжиг в атмосфере кислорода не приводит к существенному изменению проводимости при комнатной температуре, но в области низких температур энергия активации увеличивается, а проводимость уменьшается. Энергия активации на прямолинейном участке кривой зависимости логарифма проводимости от обратной температуры меняется от образца к образцу УаОд в пределах 0,2—0,3 эв. Холловская подвижность, измеренная при комнатной температуре, равна 2-10 2 см /в-сек. [c.169]

ГИИ этой зоны 11 11ос гедующей (пустой) зонами невелик. Поэтому уже при комнатных температурах некоторое количестао электронов аа счет теплового возбуждения перебрасывается в квантовые ячейки пустой зоны, где эти электроны ведут себя совершенно точно так же, как электроны проводимости в металлах (где понятие валентной лоны я зоны проводимости совпадают). Поэтому эта первая пустая зона в полупроводниках носит название зоны проводимости. Механизм электропроводности и электронной теплопроводности здесь такой же, как в металлах главное же различие заключается в том, что число таких электронов проводимости мало и эффект от них невелик роме того, эффект должен по определенной закономерности увеличиваться с температурой, связанной с увеличенным перебросом. Поэтому температурная зависимость ЭТИХ свойств у металлов и полупроводников резко различна. [c.204]

Транспортные свойства аморфных СиО—В120з полупроводников описаны в [86]. Цитированные авторы измерили температурные зависимости электропроводности спрессованных таблеток в интервале 300—493 К и нашли величины энергии ак-тиващ1и. Обнаружены два участка с различными механизмами проводимости. Проводимость увеличивается, а энергия активации уменьшается с ростом содержания СиО. Энергия активации проводимости в обоих участках менее 1 эВ, что указывает на электронный характер проводимости. С увеличением содержания СиО диэлектрическая постоянная уменьшается. [c.249]

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]

Известно, что изменение структуры ближнего порядка должно сопровождаться резким изменением плотности. Как видно из таблицы, плотность кристаллического и стеклообразного СсЮеРг отличается незначительно. Сравнительно небольшое изменение плотности при стеклообразовании соединения СсЮеРг говорит о том, что стеклование этого соединения не сопровождается существенным изменением структуры ближнего порядка. Установлено, что температурная зависимость электропроводности стеклообразного Сс10еР2 в области температур 300—800 °К подчиняется известному для полупроводников экспоненциальному закону. На рис. 2 приведена зависимость электропроводности стеклообразного СсЮеРг от обратной температуры. Величина наклона прямой не изменяется при повышении температуры на 150° выше температуры начала размягчения. Отсутствие изменений в закономерности lgo = f(l/7 ) при температуре выше температуры начала размягчения дает основание предполагать, что в процессе кристаллизации существенных изменений в ближнем порядке не происходит. [c.336]

Закон действия масс. При обсуждении температурной зависимости проводимости собственных и примесных полупроводников допускали, что при возбуждении примесей основные носители не участвуют в электропроводности. В действительности же и в примесном полупроводнике в какой-то мере происходит возбуждение собственных носителей тока. Часто это не имеет существенного значения и влиянием собственных носителей тока в примесном полупроюднике (вследствие их малого количества от общего числа носителей тока) [c.32]

Подобно дисилициду рения полупроводниковыми свойствами обладает Мп312 (точнее Мп431,). Это вещество представляет собой вырожденный полупроводник с дырочной проводимостью и обладает преимущественно ковалентной связью. Исследованы температурные зависимости электропроводности и термо-э. д. с. На указанных кривых отсутствуют изломы начала собственной проводимости [c.225]

Следовательно, в пелом температурная зависимость подвижности в полупроводниках слабо меняется в широкой области температур и оказывает слабое влияние на температурную зависимость удельной электропроводности. Поэтому можно заключить, что преимушественное влияние на сильную температурную зависимость проводимости должно оказывать изменение конпентрапии носителей заряда. Об этом свидетельствует сушественное возрастание проводимости при высоких температурах, тогда как подвижность в этой области даже уменьшается. Тогда для электронного проводника соотношение (10.55) можно представить так [c.262]

Причина того, что донорные уровни исчезают, но-видимому, не может быть связана с тривиальным явлением истощения донорных уровней, которое иногда имеет место в полупроводниках [22], так как в случае перманганата Аё кТ. Об этом свидетельствует близость величии, характеризующих температурную зависимость проводимости до аномальной области и после нее. Поэтому, tio-видимому, правильпее считать причиной спада электропроводности по ходу разложения перманганата и появление аномальных участков на кривых температурной зависимости электропроводности и термо-э.д.с. химические изменения, нанример, возможное в этих условиях диспро-порционировапие манганата [c.190]

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]

Большой интерес представляет структура Кр -полосы кремния, элемента, некоторые свойства которого (например, зависимость его электропроводности от температуры) до сих пор еще не позволяют совершенно надежно отнести его к металлам или электронным полупроводникам. Решающие в этом отношении эксперименты по определению знака температурного коэффициента электроироводности кремния, выполненные до сих пор, приводили к противоречивым результатам. В связи с этим было даже высказано предположение, что кремний и некоторые другие вещества, считающиеся обычно электронными полупроводниками, в действительности обладают металлической проводимостью, а наблюдающееся иногда у этих веществ возрастание электропроводности с температурой объясняется разрушением оксидных пленок, разделяющих мелкие кристаллики в пределах поликристаллического образца. Такая же двойственность характеризует и результаты рентгеноспектроскопического изучения К-эмиссионных полос кремния и его соедине-НИ11. Здесь также наблюдаются значительные разногласия в результатах, полученных разными авторами, и сосуществование признаков, характерных для свойств металлических тел и полупроводников. [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология