Ширина запрещенной зоны

Рис. 77. Зависимость времени до отложения 2% кокса от ширины запрещенной зоны.

Рис. 35. Зависимость ширины запрещенной зоны от содержания кремния в твердом растворе германий-кремний

Рис. 79. Зависимость длительности выжига половины отложившегося кокса от работы выхода электрона и ширины запрещенной зоны.

Уменьшение ширины запрещенной зоны связано с ослаблением. связи между валентными электронами и атомными остовами, с ослаблением химической связи, что сопровождается увеличением ее длины. Действительно, среднее значение энергии связи С — С [c.105]

Кристаллический кремний имеет такую же структуру, как и алмаз. Следовательно, в кристалле кремния валентная зона укомплектована полностью. Однако ширина запрещенной зоны в этом случае составляет всего SE = 1,12 эВ. Следовательно, при небольшом возбуждении валентные электроны могут переходить в зону проводимости, т. е. кремний — полупроводник. [c.117]

В зависимости от структуры атомов и симметрии кристаллической решетки валентная зона и зона проводимости могут перекрывать рис. 75, б) пли не перекрывать друг друга (рис. 75, а). В последнем лучае между зонами имеется энергетический разрыв, именуемый запрещенной зоной. В соответствии с характером расположения и заполнения зон вещества являются диэлектриками изоляторами), полупроводниками и проводниками (металлами). Ширина запрещенной зоны Af диэлектриков составляет более 3 эВ, полупроводников — от 0,1 до 3 эВ. В металлических кристаллах вследствие перекрывания зон запрещенная зона отсутствует. [c.116]

Ковалентные кристаллы. Заполнение энергетических зон ковалентного кристалла рассмотрим на примере алмаза, у которого ширина запрещенной зоны E 5,7 эВ. Электроны атомов углерода полностью заполняют валентную зону. Поскольку переход электронов из валентной зоны в зону проводимости требует большой энергии возбуждения, которая в обычных условиях не реализуется, алмаз являете диэлектриком. [c.117]

Ширина запрещенной зоны, эВ отсутствует 0,34 [c.254]

Следует иметь в виду, что конфигурация энергетических зон очень сложна. Это видно из схем энергетических зон кремния и германия, (рис. 34). Минимум зоны проводимости, как мы видим, ни для кремния, ни для германия не совпадает с максимумом валентной зоны, который находится в центре зоны, причем зоны проводимости в этих двух кристаллах смещены от центра вдоль разных направлений. Именно поэтому на кривой зависимости ширины запрещенной зоны от состава твердого раствора германия в кремнии наблюдается довольно резкий перелом (рис. 35). [c.107]

Основной предельной моделью теории является идеальный кристалл, имеющий при определенной температуре 7 лишь соответствующее этой температуре термодинамически разновесное число дефектов. При любой, отличной от абсолютного нуля, температуре в зоне проводимости подобного кристалла находится какое-то число электронов, которые обусловливают появление свободных валентностей на поверхности кристалла. Число свободных валентностей растет с температурой, причем для принятой модели высота активационного барьера опреде- ляется шириной запрещенной зоны для данного кристалла. [c.366]

Свойства. Бор известен в аморфной (коричневой) и кристаллической (черной) формах, т. пл. 2300 °С, т. кип. 3700 °С, р = = 2,34 г/см Кристаллическая решетка бора очень прочна, это проявляется в его высокой твердости, низкой энтропии [7 Дж/(моль-К)] и высокой температуре плавления. Бор — полупроводник,, ширина запрещенной зоны составляет 1,42 эВ. [c.327]

Примечание. О- средний ПИ потенциал ионизации СЕ - среднее сродство к электрону псевдомолекулярных орбиталей лР - средняя энергия поляризации ЛЕ - ширина запрещенной зоны предэкспонента [c.34]

В изоляторах ширина запрещенной зоны значительна— несколько электрон-вольт (рис. 53), а в полупроводниках она невелика (меньше 10" эв). При достаточно низкой температуре (в отсутствие действия света) полупроводник является изолятором, но при нагревании, начиная с той или другой температуры, указанный переход электронов становится возможным и тело приобретает некоторую проводимость, возрастающую с повышением температуры. (Подобный же эффект может вызываться и действием света). Переход электрона из валентной зоны в зону проводимости физически означает, что электрон перестает быть связанным с определенным атомом и становится способным перемещаться по объему кристалла. Такой переход некоторого числа [c.148]

Как видно из приведенных на рис. 77 и 78 кривых, коксообразование увеличивается с уменьшением ширины запрещенной зоны и с увеличением работы выхода электрона. В такой же зависимости от этих свойств находится и длительность выжига коксовых отложений на катализаторе (см. рис. 79). [c.178]

Число электронов, переходящих в зону проводимости, а следовательно, и число дырок увеличивается с повышением температуры или освещенности. В этом существенное отличие полупроводников от металлов их электрическая проводимость существенно возрастает с повышением температуры, тогда как у металлов, наоборот, проводимость с повышением температуры падает. Чем больше ширина запрещенной зоны, тем выше должна быть температура, при которой возникает электронно-дырочная проводимость. [c.108]

В качестве солеподобных соединений, в которых мышьяк, сурьма и висмут проявляют степень окисления —3, можно рассматривать арсениды, стибиды (антимониды) и висмутиды s-элементов I и II групп (КзЭ, СадЭа, М зЭ,2 и др.). В большинстве же других случаев при взаимодействии металлов с мышьяком, сурьмой и висмутом образуются соединения металлического типа. Стибиды и арсениды / -элементов и элементов подгруппы цинка — полупроводники. В ряду однотипных нитридов, фосфидов, арсенидов, стибидов и висмутидов ширина запрещенной зоны уменьшается, что свидетельствует об увеличении доли нелокализованной связи. Например [c.381]

Ширина запрещенной зоны, эВ [c.179]

Зонная теорий ( 50) показывает, что изоляторы и полупроводники в отличие от металлов не содержат частично заполненных энергетических зон. В изоляторах и полупроводниках (при отсутствии теплового или другого возбуждения) зоны, следующие за валентными (заполненными) зонами, являются пустыми, т. е. не. содержат электронов. Проводимость может возникнуть в них только в результате частичного перехода электронов из валентной зоны в ближайшую пустую зону. Возможность и вероятность такого перехода зависит прежде всего от того, насколько эта зона находится выше (по энергетическому уровню), чем валентная зона, т. е. какова затрата энергии, необходимая для такого перехода. Энергетический интервал между этими зонами называют запрещенной зоной, так как в этом интёрвале энергии электроны не могут находиться. Количество энергии, необходимой для указанного перехода, называют обычно шириной запрещенной зоны и выражают в электрон-вольтах. [c.148]

Главным фактором, определяющим ширину запрещенной зоны, является прочность межатомной связи в данном соединении, которая, в свою очередь, зависит от природы атомов, и не только тех, которые образуют связь, но и тех, которые их окружают, от координационного числа, словом, от состава и строения данного твердого соединения. Прочность связи, как мы знаем, можно оценивать, исходя из экспериментальных данных о ее длине или о частоте максимума полосы излучения, зависящей от энергии связи атомов данного элемента—активатора с атомами соответствующего элемента твердого вещества — основы фосфора. [c.125]

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]

Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]

Еще одна интересная особенность — ширина запрещенной зоны, определяющая основные свойства полупроводника, в данном случае величина не постоянная, как у неорганических материалов, а переменная. Ею можно легко управлять. Например, можно получать различные производные полиацетилена, в которых водород замещается различными радикалами. Можно удлинять или укорачивать полимерные цепи. Можно по-разному укладывать полимерные молекулы в волокна и пленки, менять электрическое сопротивление в местах контакта между молекулами. [c.128]

Температура плавления, °С Температура кипения, С Ширина запрещенной зоны, эВ Теплота возгонки, кДж/моль Энтропия, [c.185]

Оказалось, что данная закономерность имеет общее значение. В этом можно убедиться, сравнив ширину запрещенной зоны в энергетических спектрах галогенидов щелочных металлов, которые служат основой для щелочно-галогенидных фосфоров, и в энергетических спектрах галогенидов меди, серебра,.ртути, галлия, индия, таллия — их активаторов. Становится понятным, почему [c.124]

Известно, что органические неэлектролиты подчиняются уравнению Аррениуса для электропроводности [67-69]. Причем, вещества с шириной запрещенной зоны ЛЕ > 2 эВ условно относят к изоляторам, вещества с Д Е << I эВ - к органическим металлам, с промежуточными значениями 4 Е - к полупроводникам. [c.32]

При температуре абсолютного нуля в отсутствие других внешних зоздействий электроны в полупроводниках не обладают энергией, цостаточной для преодоления запрещенной зоны. Поэтому полу- проводник в этих условиях является диэлектриком. Следовательно, целение веществ на полупроводники и диэлектрики условно. Чем больше ширина запрещенной зоны, тем выше должна быть температура, при которой возникает электронно-дырочная проводимость. [c.118]

В ряде случаев при определении ширины запрещенной зоны измеряют длину прямого разрешенного перехода в точке к = 0 зоны Бриллюэна (см. рис. 34, б),чем сокращается расхождение расчетных и опытных данных по определению ширины запрещенной зоны. [c.107]

Б. Ф. Ормонт связал ширину запрещенной зоны АЕ для веществ типа А , А В и A B с энергией атомизации соединения АВ в основное состояние О и удельной поверхностной энергией ш [c.107]

Энергия ионизации /IV, равная АЕз-ь как мы видим, определяет ширину запрещенной зоны. Дальнейшее повышение частоты и величины поглощаемых квантов сопровождается переходами электронов типа р-уд т валентной зоны в зону проводимости. [c.122]

Все электронные переходы, в том числе и переходы на локальные уровни типа 5 и 3—4 сопровождаются электронно-фонон-ным взаимодействием, в результате которого часть электронной энергии превращается в вибрационную энергию, т. е. в теплоту, нагревающую твердое тело выше первоначальной температуры, а часть излучается в виде квантов сниженной частоты, по сравнению с частотой поглощаемого излучения Поэтому, когда ширина запрещенной зоны не слишком сильно превосходит 3,1 эВ, т. е. энергию фотонов самого коротковолнового видимого света, полоса электромагнитного излучения данного вещества может находиться в области спектра видимого излучения. При более значительной ширине запрещенной зоны может иметь место испускание только ультрафиолетового излучения. [c.122]

Расхождение расчетных и опытных данных на 16% исследователь объясняет тем, что навязанное структурой 2п8 расположение атомов кислорода приводит к растяжению их связи с атомами цинка, к увеличению их длины по сравнению с длиной этих связей в кристалле 2пО и, следовательно, к их ослаблению. Отсюда— сужение энергетической щели между соответствующими уровнями в энергетическом спектре цинк-сульфидного фосфора, обусловленное понижением энергии электронов связи 2п — О в структуре сложного сульфидного соединения цинка. Подобное явление наблюдается и в случае цинк-сульфидных фосфоров, активированных гомологами кислорода — селеном и теллуром. Последние, так же как кислород, образуют химические связи с цинком, которым отвечают определенные локализованные уровни в энергетическом спектре фосфора. Ширина запрещенной зоны в энергетических спектрах кристаллов селенида и теллурида цинка составляет 2,60 и 2,27 эВ соответственно. Отложив эти величины по вертикальной оси от дна зоны проводимости сульфида цинка, исследователь определил, что этим уровням отвечает излучение с длиной волны 480 нм для селена и 548 нм для теллура. Но это на 40 им [c.125]

Л. А. Громов, исследуя (1973 г.) в Ленинградском технологическом институте природу люминофоров, предположил, что активаторами могут служить только те элементы, энергия связи между- атомами которых и атомами — акцепторами электронов ниже, чем между атомами вещества — основы кристаллофосфора. Следовательно, энергетический зазор между валентной зоной и зоной проводимости соединения активирующего элемента с соответствующим элементом основы должен быть меньше, чем ширина запрещенной зоны основы кристаллофосфора. Например, как мы только что отмечали, медь служит активатором для сульфида цинка. Очевидно, ато1У ы меди образуют в структуре сульфида цинка связи с атомами серы, энергия которых приблизительно такая же, как в сульфиде меди. Энергетический зазор сульфида меди Си23 равен 1,2 эВ, ширина запрещенной зоны 2п5 — 3,7 эВ. Естественно, что примесные уровни меди располагаются в запрещенной зоне 2п5. [c.124]

Существование этой зависимости указывает на один из общих способов изменять в желаемую сторону характеристики твердого вещества получение твердых растворов, если они образуются из данных исходных веществ. Регулируя ширину запрещенной зоны в пределах величин, известных для компонентов твердого раствора, очевидно, можно регулирорать свойства вещества. [c.107]

Н. Н. Сирота (1966 г.) установил, что ширина запрещенной зоны соединений А В пропорциональна обратной величине квадрата диэлектрической проницаемости что она пропорциональна энергии их атомизации и является также линейной функцией дебаев-ской характеристической температуры ширина запрещенной зоны, отнесенная к молярному объему, является в то же время линейной функцией модуля всестороннего сжатия и модуля сдвига. [c.107]

В твердых растворах все эти парам.етры переменны переменной, является и ширина запрещенной зоны последних. Замечена [c.107]

Мы видим, что и1ирина запрещенной зоны указывает величину многих параметров, характеризующих важнейшие свойства твердого вещества твердость, прочность, температуру плавления, электропроводность и др. Поэтому, зная ширину запрещенной зоны данного вещества, можно прогнозировать возможность его применения в качестве материала определенного назначения, например материала, преобразующего энергию излучения в электрическую энергию. Для выбора последнего можно воспользоваться тем, что коэффициент полезного преобразования энергии зависит от ширины запрещенной зоны. Так как в технологии целесообразнее иметь дело с более легкоплавкими веществами, то стремятся получить вещество, обладающее одновременно достаточно большой шириной запрещенной зоны и возможно низкой температурой плавления. К сожалению, в ряду однотипных веществ, например типа А , о которых шла речь выше, большая ширина запрещенной зоны связана с высокой температурой плавления. [c.108]

Большой интерес для теории и практики получения кристаллофосфоров представляет проблема самоактивирования сульфида цинка. Вопреки общепринятому представлению, что активаторами в цинк-сульфидном фосфоре с голубы 1 свечением служат избыточные атомы цинка, появляющиеся в результате удаления некоторого количества серы при термической обработке 2п8, Л. А. Громов установил, что эту функцию выполняет окись цинка. Его опыты показали, что избыток цинка не вызывает появления характерного голубого свечения. Оно возникает лишь в таких условиях, когда образуется окись цинка. Ширине запрещенной зоны окиси цинка, равной 3,2 эВ (как и следовало ожидать, меньшей, чем ширина запрещенной зоны сульфида цинка), отвечает энергетический уровень, отсчитанный от дна зоны проводимости сульфида цинка. Данному уровню соответствует длина волны, равная 390 нм. Это на 84 нм меньше измеренной длины волны в максимуме спектра самоактивированного голубого свечения сульфида цинка. [c.125]

Общая химия (1984) -- [ c.311 ]

Основы и применения фотохимии (1991) -- [ c.274 ]

Общая и неорганическая химия 1997 (1997) -- [ c.191 ]

Общая и неорганическая химия (2004) -- [ c.191 ]

Методы сравнительного расчета физико - химических свойств (1965) -- [ c.92 , c.101 , c.102 , c.103 , c.104 ]

Введение в физическую химию кристаллофосфоров (1971) -- [ c.14 , c.16 , c.74 , c.217 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология