Примесная проводимость

Рис. 73. Модель образования электронной примесной проводимости в кремнии и германии а — в плоском изображении б — в зонной энергетической диаграмме д — донорный уровень — энергия активации донора 1+ — за-

Рис. 132. Примесная проводимость п-типа

Лекция 47. Энергетические зоны в кристаллах. Распределения электронов по зонам. Валентная зона и зона проводимости. Металлы, диэлектрики. Собственная и примесная проводимость полупровод-ников. [c.167]

При обычной (комнатной) температуре концентрация положительно заряженных дырок, возникших при введении атомов галлия, намного выше концентрации дырок, возникших в результате термического возбуждения электронов и перехода их в зону проводимости. Поэтому уровень примесной проводимости существенно выше уровня собственной проводимости. Следовательно, проводимость в этом случае определяется концентрацией атомов галлия. С ростом температуры концентрация собст- [c.79]

Согласно представлениям о примесной проводимости, полупроводниковые катализаторы должны быть очень чувствительны к различным добавкам и загрязнениям. На самом деле устойчивость полупроводниковых катализаторов (окислов, сульфидов) к отравлению намного превосходит устойчивость металлических катализаторов. В смешанных полупроводниковых катализаторах только значительное содержание добавок изменяет свойства катализатора. [c.25]

Рис. 133. Примесная проводимость р-типа

В отличие от обычных органических соединений не исключено, что механизм электропроводности в АСВ и олигомерах на их основе, сводится к сочетанию собственной и примесной проводимости. Поэтому, величины ДЕ и ДР, также как и ПИ с СЭ, представляют собой усредненные характеристики. [c.32]

Рис. 74. Модель образования дырочной примесной проводимости в кремнии или в германии

Энергия возбуждения электрона примеси может оказаться меньше Q, поэтому при низких температурах примесная проводимость больше собственной. Если атом примеси может принять электрон (атом—акцептор) и уровень этого электрона лежит вблизи потолка нижней зоны, то электрон из заполненной зоны может перейти к примеси. В результате в нижней зоне образуется дырка и возникает полупроводник"р-типа. [c.518]

При достаточно высоких температурах в ионных кристаллах появляется возможность (см. ниже) под влиянием тепловых флуктуаций покидать свои нормальные положения в узлах решетки и располагаться в междоузлиях. Концентрация межузельных ионов и вакантных узлов зависит от температуры экспоненциально. Поэтому при достаточно высокой температуре ионный кристалл должен обладать собственной (ионной) проводимостью. Если ионный кристалл содержит примесные атомы, то на собственную проводимость будет накладываться примесная проводимость, изменяющаяся с температурой тоже экспоненциально (см. ниже). Эффективное локальное поле. Внутреннее или локальное —> [c.272]

Нетрудно убедиться, что, если Пд = О или рд = О, то выражение (600) переходит в (596), а если Пд = р и Ир = и , постоянная Холла равна нулю и, следовательно, э.д. с. Холла тоже равна нулю. Как видно из формул (5996) и (600), в случае смешанной проводимости одновременное измерение постоянной Холла и электропроводности не дает достаточных данных для определения подвижности и концентрации электронов и дырок, так как мы имеем два уравнения с четырьмя неизвестными. В этом случае можно выйти из положения, определив подвижность дырок или электронов экстраполяцией из области примесной проводимости, а также, воспользовавшись соотношением Пд — Рд = Задача может быть также решена, если к формулам (5996) и (600) добавить еще независимые уравнения, т. е. одновременно произвести измерение термо-э. д. с. (см. гл. V, 1) и еще каких-либо эффектов. Вопрос несколько упрощается для области собственной проводимости, где Пд = Рд. [c.330]

Схематически влияние р-металла III группы периодической системы на проводимость полупроводника (Ое) показано на рис. 204. Захватывая электроны из о-связи Ое—Ое, атом Оа обращается в отрицательный ион, создавая этим самым электронную вакансию, или дырку . Таким образом, создается примесная проводимость полупроводников, очень сильно изменяющая их электрические свойства. Подбор донорных и акцепторных примесей показан в табл. 127, где приведена часть периодической системы Д. И. Менделеева, из которой исключены - и /-металлы, электронное строение которых является особым (гл. XII). [c.448]

Первое слагаемое выражает собственную проводимость, а второе —примесную проводимость полупроводника. При низкой температуре преобладает второй член, так как АЕ <АЕ. С повыщением температуры начинает больще Проявляться собственная проводимость, а примесная теряет значение. Чем больще АЕ, тем выше должна быть температура, при которой в примесном полупроводнике станет преобладать собственная проводимость. Так, в примесном кремнии собственная проводимость проявляется при более высокой температуре, чем в примесном германии, потому что Д з1= 1,12 эВ, а = 0,72 эВ при комнатной температуре. Поэтому рабочая температура германиевых приборов не превыщает 60— 80° С, а кремниевые приборы могут работать до 200° С. Надо иметь в виду, что возникновение собственной проводимости, достигающей известной доли примесной, в примесном полупроводнике нарушает режим работы приборов. [c.304]

Примесная проводимость. В реальных кристаллах источниками своб. носителей заряда (носителей тока) м. 6. дефекты кристаллич. структуры, напр, междоузельные атомы, вакансии, а также отклонения от стехиометрич. состава. Примесн и дефекты делятся на доноры и акцепторы. Доноры отдают в объем П. избыточные электроны, создавая электронную проводимость (п-типа). Акцепторы захватывают валентные электроны собств. атомов П., в результате чего образуются дырки и возникает дырочная проводимость (р-типа). Типичными донорами в Се и 81 являются примесные атомы элементов V гр. (Р, Аз, 8Ь). В узле кристаллич решетки 4 из 5 валентных электронов такого атома образуют ковалентные связи с соседними атомами Се или 81, а 5-й электрон оказывается слабо связанным с примесным ионом. Энергия ионизации примеси мала ( 0,01 эВ в Се и 0,04 эВ в 81), поэтому уже при 77 К в П. появляются электроны проводимости в концентрации, определяемой содержанием примеси [c.56]

Примесная проводимость 3/1104, 1105 4/103 Примулин 2/1216, 1217 Принса реакция 4/169, 170, 171 [c.691]

И ) - ПОД действием фотона. Важно, что проводимость полупроводниковых материалов весьма чувствительна даже к ничтожным количествам примесей и другим дефектам кристаллической решетки. Примесная проводимость подразделяется на донорную и акцепторную. Различия их механизмов иллюстрируются схемами на рис 4.8, б и 4.8, в. Как видно, в одном случае фотоны переводят электроны в зону проводимости с донорных уровней атомов примеси, а в другом - из заполненной (валентной) зоны полупроводника в зону проводимости примесных атомов. [c.146]

Все без исключения аллотропные модификации структуры А4, отвечающей стабильным формам, являются полупроводниками, их удельная электропроводность с повышением температуры возрастает. С позиций теории валентных связей этому явлению можно дать следующее объяснение. Считается, что как кремний, так и германий образуют ковалентные связи в 5р -гибридизованном состоянии, причем энергия связи 81—81 и Ое—Ое составляет соответственно 221,5 и 167,2 кДж-моль , т. е. они весьма невелики в сравнении с энергией связи С—С в решетке алмаза (346,9 кДж-моль- ). Следовательно, при повышении температуры связи могут легко рваться, и появившиеся свободные электроны перемещаются внутри кристалла, обеспечивая электрическую проводимость. Полупроводники с таким механизмом проводимости называются собственными полупроводниками, а проводимость такого типа — собственной проводимостью. В случае если в кристалле в виде примесей содержатся атомы мышьяка Аз, сурьмы 8Ь или других элементов подгруппы УБ, замещающих 81 и Ое в узлах кристаллической решетки, возникают избыточные электроны, которые, перемещаясь внутри кристалла, вызывают электрическую проводимость электронная примесная проводимость полупроводники п-типа). В случае если примесями являются трехвалентные атомы элементов подгруппы П1Б—В, Оа и др., то в решетке [c.103]

Источником ионов могут быть как сами макромолекулы, так и ионогенные низкомолекулярные примеси. Если исключить из рассмотрения полимеры, макромолекулы которых имеют боковые ответвления с гетерополярной связью, т. е. полимеры, проявляющие свойства полиэлектролитов, то энергия ионизации (энергия разрыва химических связей) составляет примерно 10 эВ. Энергия ионизации молекул ионогена, находящихся в растворе в состоянии так называемых ионных пар, всего лишь 0,2 эВ и менее [28, с. 11]. В пользу примесной проводимости убедительно свидетельствует и то, что электрическая проводимость полимеров увеличивается [27] на несколько порядков [c.45]

Основные параметры термоэлектрических материалов а, ст, к связаны с отмеченными выше фундаментальными параметрами сложным образом. Для упрощения анализа вводят рад предположений рассматривают параболическую зону (энергия носителей пропорциональна квадрату волнового вектора), считают, что подвижность, эффективная масса и параметр рассеяния не зависят от концентрации носителей и имеет место примесная проводимость. Если [c.40]

Анализ экспериментального материала показывает, что каталитическая реакция чаш е всего протекает в области примесной проводимости или в области перехода от примесной проводимости к собственной [10]. Лишь в случае высокотемпературных реакций, например глубокого окисления углеводородов, вероятно протекание каталитического процесса в области собственной проводимости. [c.80]

Согласно представлениям о примесной проводимости, полупроводниковые катализаторы должны быть крайне чувствительны к различным добавкам и загрязнениям. На самом деле наблюдается обратная картина — устойчивость полупроводниковых катализаторов (окислов, сульфидов) к отравлению намного превосходит устойчивость металлических катализаторов небольшие добавки, как правило, не меняют резко их каталитических свойств. В смешанных полупроводниковых катализаторах только значительное содержание добавок изменяет свойства катализатора. [c.35]

Протекание катализа в области собственной или переходной проводимости полупроводника — это одна из возможных причин существования связи каталитической активности с шириной запрещенной зоны и. Но и в области примесной проводимости можно получить связь между энергией активации каталитической реакции и U. Если в суммарную константу скорости реакции к войдет произведение частных констант к и к, , одна из которых будет пропорциональна концентрации электронов к = к тГ, а вторая — концентрации дырок /С2 = к п, тогда ширина запрещенной зоны окажется слагаемым энергии активации, так как произведение ri n определяется шириной запрещенной зоны [c.27]

Если в собственно полупроводник ввести акцепторную примесь, например в германий ввести атом галлия, у которого лищь три валентных электрона, то к нему от германия перейдет один из электронов, и в валентной зоне появится дырка. Условием такого перехода является близость энергетического уровня примеси, располагающегося в запрещенной для германия зоне, к верхнему уровню валентной зоны германия. Концентрация дырок в этом случае становится преобладающей, и собственно полупроводник превращается в примесный полупроводиик р-тла, или в р-полупроводник. Для полупроводников с примесной проводимостью пфрфп[ и вместо (5.46) следует писать [c.139]

Аналогично атомы 1П гр. (В, А1, Са, 1п)-типичные акцепторы в Ое и 81. Дырка, к-рая остается в месте захваченного примесью валентного электрона Се или 81, очень слабо связана с примесным ионом и при не очень низких т-рах легко превращ. в своб. носитель заряда (носитель тока). Во мн. бинарных П. типа А В источниками дырок являются вакансии атомов А , а вакансии В источниками электронов проводимости. Электропроводность П., определяемая электронами примесных атомов, наз. примесной проводимостью, а введение определенных примесей для получения П. с разл. требуемыми св-вами-легированием П [c.56]

К. Такие эффекты обычно связывают с рассеянием свободных носителей заряда при температурах, отвечающих переходу от примесной проводимости к собственной. Однако переход в алмазе от проводимости через мелкие уровни к проводимости через глубокие, когда энергия активации увеличивается на 2—3 порядка, формально повторяет модель перехода от примесной к собственной проводимости в полупроводнике. Рассеяние свободных носителей заряда, обеспечивающее сильную зависимость их подвижности от температуры, происходит в данном случае, по-видимому, на ионизированных примесях и других дефектах, концентрация которых в изучавшихся образцах значительна. [c.458]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология