Полупроводниковые элементы IVе группы

К р-элементам четвертой группы относятся углерод, кремний, германий, олово и свинец. Типические р-эле-менты 4 группы углерод и кремний — неметаллы. Германий, олово и свинец объединяют в подгруппу германия в виду большого сходства их свойств. У германия преобладают неметаллические свойства и ему присущи полупроводниковые свойства. [c.75]

Были рассмотрены свойства полупроводников IV группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. С увеличением порядкового номера элемента сверху вниз закономерно меняются их физикохимические и полупроводниковые свойства. Если первый элемент группы примыкает к изоляторам, то последний — свинец — представляет собой металл. В ряду алмаз — серое олово наблюдается падение температуры плавления и ширины запрещенной зоны, увеличение удельной проводимости и длины химической связи. Последнее обстоятельство играет существенную роль, так как увеличение длины кова- [c.116]

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]

Маделунг О., Физика полупроводниковых соединений элементов 111 и V групп, Изд. Мир , 1967. [c.611]

Полупроводниковые материалы условно подразделяют на химические элементы (элементарные полупроводники) и химические соединения (сложные полупроводники). В настоящее время известны кристаллические модификации 13 химических элементов, обладающие полупроводниковыми свойствами. Все они находятся в главных подгруппах IИ—VU групп периодической системы элементов Менделеева [c.311]

Четвертая группа периодической системы включает два типических элемента — углерод и кремний — и подгруппы германия и титана. По значимости тех элементов, которые входят в состав IV группы, с ней не может сравниться никакая другая группа системы. Углерод является основой органической химии, главным органогенным элементом, следовательно, необходимым компонентом организма всех живых существ. Второй типический элемент группы — кремний — главный элемент неорганической химии и всей неживой природы. По целому ряду экстремальных свойств титан и сплавы на его основе являются уникальными конструкционными материалами, которые широко применяются в авиа- и судостроении, космической технике. Еще в большей мере титан — металл будущего. Со времени создания первого твердотельного транзистора на германии (1948), произведшего целую революцию в радиоэлектронике, в течение 10 лет германий оставался доминирующим полупроводниковым материалом, уступив первое место опять же представителю IV группы — кремнию. В настоящее время интегральные схемы на основе кремния являются основой компьютеров, микропроцессоров, логических устройств и т. п., без чего нельзя представить себе современную научно-техническую революцию. [c.179]

Иногда может иметь место многократная ионизация дефектных центров. Так, донорный центр может потерять два электрона, в результате чего образуется центр с двумя положительными зарядами, а акцептор может присоединить больше одного электрона. Примеси могут быть в равной мере и донорами, и акцепторами, как, например, золото и медь в полупроводниковых элементах IV группы. [c.56]

Представляет интерес изучение зависимости ширины запретной зоны ряда полупроводниковых элементов четвертой группы и соединений элементов, равноудаленных от четвертой группы, от параметра /М. [c.297]

Полупроводниковые элементы 1У-В группы [c.238]

Бесконтактные САУ. В электрических САУ бесконтактные магнитные и полупроводниковые элементы применяются в различных сочетаниях, образуя вариации схем бесконтактной САУ. По принципу образования основного измерительного элемента бесконтактные САУ могут быть разделены на три основные группы бесконтактные САУ на полупроводниковых приборах бесконтактные САУ на бесконтактных магнитных реле (БМР) комбинированные бесконтактные САУ, в которых как правило, БМР используется для образования требуемой релейной характеристики а полупроводниковые приборы — для усиления управляющего воздействия. Бесконтактные САУ не получили пока широкого применения в серийных тепловозах. Опытные разработки таких систем они саны в литературе 16]. [c.220]

Рассмотрим полупроводниковые элементы IV группы алмаз, кремний, германий и олово. По мере увеличения атомного номера направленная ковалентная связь становится все слабее, и у олова уже намечается переход к гомеополярной металлической связи. Различие между ковалентным полупроводником и металлом заключается в следующем. В металлах участие электронов в образовании связей приводит к появлению лишь частично заполненных валентных оболочек атомов остаются пустые металлические орбиты, которые дают возможность валентным электронам переносить ток. В полупроводниковых кристаллах установление ковалентной связи приводит к заполнению орбит зрз чтобы электрон мог свободно двигаться через кристалл, его нужно перевести на более высокую орбиту. Энергия, необходимая для этого возбуждения, соответствует ширине запрещенной зоны данного материала и уменьшается по мере увеличения атомного номера элемента из-за все возрастающего влияния металлической компоненты связи. [c.58]

Широкое применение полупроводников привело к созданию новых сложных полупроводниковых систем на основе химических соединений. Поиск таких соединений базировался, в первую очередь, на аналогии их структуры со структурой элементарных полупроводников. Так, согласно правилу октета следует ожидать, что полупроводниковыми свойствами будут обладать не только простые вещества типа AIV Д1У но и сложные соединения типа В", А В , А >В и А В , в кристаллической решетке которых на каждый атом приходится такое же количество электронов, как и в кристаллах простых веществ элементов IV группы. Действительно, полупроводниковыми свойствами обладают кристаллы следующих соединений, которые имеют тетраэдрическую структуру [c.313]

В настоящее время наибольшее распространение получили полупроводниковые элементы из кремния с примесями элементов III группы (р-полупроводники) или элементов V группы (л-полупро-водники) Периодической системы Д.И. Менделеева. При плотности облучения солнечным потоком около 1 кВт/м плотность тока в элементах достигает 200 А/м. Солнечная батарея из таких элементов может иметь электрическое напряжение до 120 В. При необходимости его можно повысить с помощью инверторов до любого промышленного значения. [c.309]

Общая характеристика элементов групш>1 IV. В группу IV входят типические элементы углерод - основа химии живой природы, кремний основа химии неживой природы, германий — полупроводниковый материал, осуществивший целую революцию в радиоэлектронике, титан - основа уникальных конструкционных материалов. Никакая группа ПС не может сравниться по значимости своих элементов с группой IV. Особенность электронной структуры атомов элементов группы IV число валентных электронов, равное 4, является оптимальным для возникновения тетраэдрических связей, причем для углерода число валентных электронов равно числу валентных орбиталей, ф Углерод склонен образовы- [c.240]

Широкое распространение получили полупроводниковые соединения. Такие соединения образуются, например, элементами пятой и третьей групп периодической системы, из них большое значение имеет арсенид галлия ОаАз. Ширина запрещенной зоны в подобных соединениях обычно растет со степенью ионности связи и определяется поэтому разницей электроотрицательностей составляющих их атомов. Замещение атомов соединения на атомы примесей с отличными валентностями приводит, как и в случае германия, к п- (например, при замене Аз в ОаАз на атом селена или теллура) или к р-проводимости (например, при замене в том же соединении Оа на Са или Mg). [c.519]

Полупроводниковые свойства кремния, германия и некоторыя других простых веществ и соединений элементов IV группы периодической системы определяются прежде всего особенностями их электронной структуры и характером связи атомов в кристаллической решетке. Они имеют тетраэдрическую кристаллическую решетку каждый атом связан с четырьмя другими атомами ковалентной связью. При образовании этой связи происходит как бы перекрывание электронных орбит атомов и зр -гибридизация связей. Все связи становятся равноценными в любом тетраэдрическом направлении. Вследствие этого электроны сравнительно прочно связаны с атомами свободных электронов, способных проводить ток, насчитывается примерно [c.94]

ПОЛУПРОВОДНИКИ — вещества с электронной проводимостью, величина электропроводности которых лежит между электропроводностью металлов и изоляторов. Характерной особенностью П. является положительный температурный коэффициент электропроводности (в отличие от металлов). Электропроводность П. зависит от температуры, количества и природы примесей, влияния электрического поля, света и других внешних факторов. К П. относятся простые вещества — бор, углерод (алмаз), кремний, германий, олово (серое), селен, теллур, а также соединения — карбид кремния, соединения типа filmen (инднй — сурьма, индий — мышьяк, галлий — сурьма, алюминий — сурьма), соединения двух или трех элементов, в состав которых входит хотя бы один элемент IV—VII групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева, некоторые органические вещества — полицены, азоаромати-ческие соединения, фталоцианин, некоторые свободные радикалы и др. К чистоте полупроводниковых материалов предъявляют повышенные требования, например, в германии контролируют примеси 40 элементов, в кремнии — 27 элементов и т. д. Тем не менее некоторые примеси придают П. определенные свойства и тип проводимости, а потому и являются необходимыми. Содержание примесей не должно превышать 10 —Ш %. П. применяются в приборах в виде монокристаллов с точно определенным содержанием примесей. Применение П. в различных отраслях техники, в радиотехнике, автоматике необычайно возросло в связи с большими преимуществами полупроводниковых приборов — они экономичны, надежны, имеют высокий КПД, малые размеры и др. [c.200]

В настоящее время изучается обширная группа полупроводниковых материалов, представляющих собой химические (большей частью бинарные ) соединения. Интересно отметить, что среди этих соединений хорошими проводниковыми свойствами обладают соединения элементов, равноотстоящих от середины таблицы Менделеева, например вещества состава A i , где А — элемент III группы, а В — элемент V группы. Примеры полупроводников подобного рода фосфиды галлия и индия (GaP, InP), арсениды тех же метал- [c.458]

Структура элементных полупроводников подчиняется так называемому правилу октета , согласно которому каждый атом имеет (8 — №) ближайших соседей, где № — номер группы периодической системы, в которой находится данный химический элемент. Например, координационные числа в полупроводниковых модификациях углерода, кремния, германия, олова равны четырем (8—IV), в кристаллах фосфора, мышьяка, сурьмы — трем (8—V), а в полупроводниковых сере, селене, теллуре — двум (8—VI). [c.341]

УА-группу составляют пять элементов азот Ы, фосфор Р, мышьяк Аз, с у р ь м а 8Ь и в и С М у т В1. Наличие пяти электронов на внещнем энергетическом уровне их атомов (rts np ) придает им окислительные свойства, т. е. способность проявлять в соединениях степень окисления, равную —3. Однако по мере увел чения числа энергетических уровней в атоме и особенно при проявлении экранирующего ядро предвнешнего -подуровня, начиная с мышьяка, неметаллический характер элементов заметно ослабевает. Азот — типичный неметалл фосфор — неметалл, но в одной из своих модификаций — черной, получаемой при 200°С и 1,2 ГПа (12 000 атм), — проявляет полупроводниковые свойства мышьяк и сурьма в своих более устойчивых модификациях проявляют полупроводниковые свойства и, наконец, висмут — металл, проявляющий хрупкость, что характерно для неметаллических кристаллов. Усиление металлических черт в характере элементов явно проявляется в значениях ширины запрещенной зоны (см. рис-. 28) для кристаллов простых веществ, образованных ими. Так, (Для черного фосфора А =1,5 эВ, для серого мышьяка 1,2 эВ, для серой сурьмы 0,12 эВ, а висмут является проводником электричества. [c.251]

Какие простые вещества, образованные элементами VA-групПы, проявляют полупроводниковые свойства [c.271]

Селениды и теллуриды кадмия и ртути — важнейшие полупроводниковые соединения группы С азотом элементы подгруппы цинка непосредственно не взаимодействуют. Нитриды ЭзЫа неустойчивы и разлагаются водой. Остальные пниктогениды получают синтезом из элементов. Кроме Э Ра известны дифосфиды цинка и кадмия 2пР2 и СбРг, а также С(1Р4. Все пниктогениды цинка и кадмия, вплоть до антимонидов, являются интересными полупроводниковыми соединениями группы А В . [c.136]

В последние десятилетия значение элементов VA-группы, особенно мышьяка и сурьмы, сильно возросло в связи с развитием полупроводниковой техники. Мышьяк и сурьма являются не только типичными легирующими примесями, сообщающими кремнию и германию проводимость п-типа, но и одними из наиболее важных полупроводникобразующих элементов. Особенно широкое применение получили полупроводниковые соединения группы АШ BV. [c.299]

Важнейшие области применения галлия. Основная область применения галлия — полупроводниковая техника. Галлий образует с элементами группы азота (кроме висмута) соединения типа А" В , которые изоэлектронны полупроводниковым элементам IV группы — германию и кремнию и обладают полупровониковыми свойствами. По сравнению с германием и кремнием соединения А В обладают большей подвижностью носителей тока. Они способны образовывать друг с другом твердые растворы, что позволяет синтезировать из них полупроводниковые материалы со свойствами, меняющимися в широких диапазонах. [c.245]

Все элементы в периодической системе подразделяют на а) металлы (наибольшее число) б) металлоиды (металлоподобные) — полупроводниковые элементы, а именно бор, углерод, кремний, фосфор, сера, германий, мышьяк, селен, олово, сурьма, теллур, иод (всего 12), расположенные между металлами и неметаллами по диагональному направлению в) неметаллы (15 элементов) металлоиды и неметаллы частично перекрывают друг друга г) инертные элементы — группа VIПА (6 элементов). Подразделение элементов на эти четыре типа имеет большое значение для аналитической химии. [c.13]

Характерной особенностью практически всех бинарных соед. переходных металлов с элементами групп IVa-VIa с полупроводниковыми св-вами является наличие вырождения энергетич. уровней при низких т-рах. Так, даже такие ярко выраженные П., как высшие силициды rSi , ReSi , Mn4SI7, обнаруживают положет. коэффициент электрич. проводимости только при высоких т-рах. Это связано не столько с наличием легко ионизуемых примесей, сколько [c.58]

Флуоресцентные реакции ряда 2,2-диоксиазосоединений с элементами группы алюминия изучали многие исследователи [93, 107, 128, 197, 312, 360, 365]. Кроме качественных реакций для открытия галлия, условия которых были описаны в ряде работ (табл. IV-7), некоторые из этих соединений были применены и для его количественного определения (табл. IV-8). Реакция понтахром сине-черного (кислотного хром сине-чер-ного) с галлием оказалась значительно менее чувствительной, чем с алюминием [197, 198]. При использовании солохрома красного и черного для отделения галлия от мешающих элементов применена его эфирная экстракция [270] или ионный обмен [268]. Сульфонафтолазорезорцин [120, 128] применен для определения галлия в полупроводниковом кремнии и цинке высокой чистоты [121] и в металлическом германии и его двуокиси германий удаляют путем выпаривания с соляной кислотой, но для устранения потерь галлия во время этой операции в раствор вводят хлорид натрия [119]. Значительно чувствительнее суль-фонафтолазорезорцина синтезированный в ИРЕА реактив лю-могаллион, позволяющий определять галлий в присутствии 100-кратных количеств алюминия [31, 107] при замораживании жидким азотом яркость флуоресценции этого комплекса возрастает в 10 раз [34]. Салицилал-2-аминофенол предложен для открытия галлия в глиноземе, бокситах, силикатах и сфалерите для устранения помех со стороны до 1000-кратных количеств алюминия в раствор вводят фторид или фтороборат натрия, а от больших количеств индия, цинка и окрашенных ионов галлий отделяют посредством эфирной экстракции [308]. К последнему реактиву близки производные резорцилового альдегида [247], формилгидразон которого описан для открытия галлия на бумажных хроматограммах [248]. [c.152]

Компания Рекогнишн Эквипмент разработала другой метод решения этой проблемы. В их читающей машине имеется двумерная решетка светочувствительных полупроводниковых элементов, называемая ретиной , по аналогии с глазом. На решетку проецируется знак, который она должна прочесть. Эта система не может читать группы знаков, расположенных на удаленных точках документа, без потери времени но поскольку ретина является параллельным устройством, скорость, с которой обрабатывается каждый знак, может быть очень высока, в принципе до 250 ООО знаков в секунду при условии, что мы успеваем предъявлять знаки с такой скоростью здесь ограничивающим фактором является бумага. [c.76]

Итак, попытаемся дать перечень различных атомных упаковок и различных соединений, на основе которых могут быть написаны такие правила сродства. Если два типа атомов, составляющих бинарное соединение, пользуются одним видом орбит для связей, то соединение, очевидно, является производным полупроводниковых элементов, по сторонам которых атомы этого соединения симметрично расположены в таблице периодической системы. Так, би наряые соединения III V+, IP"VI + и P VIP+ являются производными элементов IV группы с той же тетраэдрической связью (зр ) или с кубической (зр резонирующей). Бинарные соединения IV"VI+ (иногда II-VI+) и П12-А/П2+ (иногда P"VIP+) являются производными элементов V группы с той же тригональной пирамидальной связью (р ) или октаэдрической (резонирующей рЗ). Бинарные соединения II IV+ (неизвестные) и 12- 2+ могут быть производными гипотетической 88 [c.88]

Нитриды GaN, InN, TIN принадлежат к соединениям типа А "В (А — элемент III группы, а В — элемент V группы). Эти соединения изоэлектронны простым веществам, образованным элементами IV группы (например, Si, Ge) и обладают полупроводниковыми свойствами. В большинстве полупроводниковых соединений типа, А "В атомы находятся в тетраэдрической координации друг относительно друга и кристаллизуются в решетке типа сфалерита или вюртцита. Так, GaN, InN и TIN кристаллизуются в решетке типа вюртцита, а МР, MAs, MSb, где M=Ga, In — в решетке типа сфалерита. Нитриды элементов подгруппы галлия отличаются высокой химической устойчивостью и близки по структуре к алмазу и алмазоподобному BN. Наибольшей химической устойчивостью отличается GaN. Он не взаимодействует с водой, разбавленными и концентрированными кислотами, устойчив при нагревании на воздухе до 1000° С. При комнатной температуре GaN является полупроводником, а при низких температурах обладает сверхпроводимостью. По своей химической устойчивости InN значительно уступает GaN, он легко реагирует с растворами кислот и щелочей, окисляется на воздухе выше 300° С. Теплоты образования GaNxB и InNxB при 25° С соответственно равны 26,4 и 4,2 ккал/моль. [c.177]

Систематическое рассмотрение типов кристаллических структур и свойств моносоединений щелочных, щелочноземельных металлов, имеющих внешние s-электроны, а также следующих за ними d- и /-переходных металлов II—VIII групп с элементами групп кислорода, азота, углерода, с бором и водородом в связи с их электронным строением, ионизационными потенциалами и электроотрицательностями свидетельствует о том, что при образовании этих соединений имеется непрерывный переход от ионных кристаллов щелочных и щелочноземельных металлов к ковалентноионным соединениям d- и /-переходных металлов полупроводникового характера. Главную роль при этом играет передача валентных электронов от атома металла к атому неметалла, в результате чего образуются ионы с внешними ортогональными р -оболочками, взаимодействие которых носит обменный характер. Металлическая проводимость и отрицательное значение коэффициента Холла таких соединений обусловлены наличием некоторой концентрации свободных электронов, представляющих избыточные, слабосвязанные электроны металла. При отсутствии электронов или в случае захвата их на глубокие 4/-уровни кристаллы имеют свойства полупроводников. [c.189]

В настоящее время явление химического транспорта успешно используется в целях глубокой очистки ряда веществ, как простых, так и сложных, а также для получения эпитаксиальных полупроводниковых пленок и монокристаллов. Реагентами, с помощью которых осуществляется перевод очищаемого вещества в транспортируемое соединение, помимо указанных выше оксида углерода (И) и иода служат хлор, бром, галогеноводо-роды, галогениды. Интересно отметить, что при использовании последних процесс переноса обычно протекает через стадию образования соответствующего субгалогенида, т. е. соединения с низшей валентностью. В результате перенос вещества в целом осуществляется за счет реакции диспропорционирования, как это, например, имеет место в случае очистки элементов III— IV групп периодической системы [c.22]

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]

Для полупроводниковой техники используются кристаллы ковалентных полупроводников (процент ионности в них мал и составляет 10% соединений элементов 111 и IV, а также II и IV и V и VI групп). Некоторые из них (ан-тимонид индия) обладают исключительно высокой подвижностью электронов и могут быть легко получены в чистом виде. [c.289]