Фосфоры примесные

В настоящее время широкое распространение получили германиевые детекторЫ В них выпрямляющее действие обеспечивается контактом двух германиевых примесных полупроводников, один из которых обладает (например, один с примесью фосфора, другой — бора) /г-проводимостью, а другой — р-проводимостью. [c.521]

В механизме проводимости полупроводников важную роль играют примеси, даже при очень малом их содержании. В зависимости от химической природы атомов примесей, их валентности и характера размещения в кристалле, в полупроводнике может возникнуть избыток свободных электронов или дырок и в соответствии с этим будет преобладать электронная или дырочная проводимость. Добавляя к кристаллу примесные атомы элементов пятой группы периодической системы (мышьяк, сурьму, фосфор), можно получить полупроводник с преобладающей электронной проводимостью. Рассмотрим, например, кристалл германия, в котором один из атомов замещен атомом фосфора. [c.95]

НИИ. в определенных условиях атомы примесей могут ионизироваться, существенно изменяя свойства кристалла. В качестве примера рассмотрим состояние примесных атомов алюминия и фосфора в кристаллах кремния. Кремний принадлежит к классу полупроводников и имеет ковалентную кристаллическую решетку типа алмаза (рис. 33), в которой каждый атом связан с четырьмя соседними атомами вр -гибридными электронными облаками. [c.89]

Как показано на рис. 38, примесные атомы алюминия и фосфора замещают атомы кремния в узлах решетки. Энергетическая однородность кристалла при этом нарушается. Атомы алюминия имеют лишь по три валентных элект- Рис- 38- Решетка кремния с приме-рона, что приводит к дефициту од- алюминия и фосфора [c.89]

Введение в кристаллический кремний примесных атомов фосфора, имеющих по пять валентных электронов, также нарушает энергетическую однородность кристалла. В этих условиях каждый атом фосфора уже при сообщении ему энергии порядка 4,4 кДж/моль способен ионизироваться, перебрасывая один из своих электронов в зону проводимости и превращаясь в положительно заряженный ион. Аналогично ведут себя в кристаллах кремния и германия примесные атомы мышьяка, сурьмы и золота, обычно называемые донорными примесями. Для получения полупроводника с определенной концентрацией носителей (электронов или дырок) необходимо, чтобы количество собственных переносчиков тока в кристалле было примерно на два порядка ниже. [c.89]

Фосфор, мышьяк, сурьма используются для получения примесных полупроводников (/1-типа) германия и кремния, для синтеза соединений А " В — арсенид галлия ОаАз, фосфид индия 1пР и др. [c.233]

Большое значение имеет сцинтилляционный метод регистрации радиоактивных излучений. Сцинтилляционный метод основан на испускании световых квантов так называемыми фосфорами (люминофорами) под действием ионизирующих излучений. В качестве фосфоров в настоящее время используют кристаллы ряда солей, иногда активированные включением примесных катионов, например 2п5(Ад), N31(11), Ы1(5п), Са У04, антрацен, нафталин, стильбен, терфенил в полистироле и т. п. Разные люминофоры служат для регистрации различного вида излучений. [c.338]

Естественно, что важное воздействие на ход кристаллизации а-Ре в стали оказывают не только углерод, но и другие примеси, как полезные, так и вредные. Часть вредных примесей (сера, фосфор и т. д.), понижающих качество стальных изделий, можно удалить введением легирующих добавок. Они связывают -вредные вещества и уводят их в Ш(лак или препятствуют кристаллизации примесных соединений на границе зерен кристаллов металлического железа и вследствие этого понижают прочность стали ( хладноломкость , красноломкость ). [c.117]

Наряду с собственными большое распространение получили также полупроводники примесного типа. В них основное число переносчиков тока — электронов или дырок — поставляют введенные в собственный полупроводник специальные примеси, энергетические уровни которых располагаются между валентными зонами и зонами проводимости полупроводника. Так, при введении в кристалл германия так называемых донорных примесей, как, например, фосфора, мышьяка, сурьмы, электроны последних переходят в зону проводимости полупроводника, резко увеличивая в ней число электронов — переносчиков тока (п-про-водимость). При добавлении к германию акцепторных примесей типа бора, алюминия, индия электроны валентной зоны полупроводника переходят на свободные уровни зоны примесей, что увеличивает число дырок (р-проводимость) в валентной зоне. [c.77]

Сильно влияют на свойства твердых тел точечные примесные дефекты. При образовании последних частицы примесей (молекулы, атомы или ионы) располагаются или в узлах пространственной решетки кристалла, вытесняя из них частицы основного вещества, или занимают места в междоузлиях. Примесные дефекты в кристаллах могут существовать или в нейтральном, или в заряженном состоянии. В определенных условиях атомы примесей могут ионизироваться, существенно изменяя свойства кристалла. Б качестве примера рассмотрим состояние примесных атомов алюминия и фосфора в кристаллах кремния. Кремний [c.79]

Как показано на рис. III.7, примесные атомы алюминия и фосфора замещают атомы кремния в узлах решетки. Энергетическая однородность кристалла при этом нарушается. Атомы алюминия имеют лишь по три валентных электрона, что приводит к дефициту одного электрона в каждом занимаемом ими узле кристаллической решетки. Однако при сообщении атому алюминия небольшой энергии порядка 5,5 кДж/моль он захватывает недостающий электрон, превращаясь в отрицательно заряженный ион и образуя вблизи себя положительно заряженную дырку. Электрическая нейтральность кристалла при этом сохраняется. Аналогичное алюминию действие оказывают на свойства полупроводниковых кремний и германия примеси и других элементов, таких, как бор, галлий, индий, цинк, железо, марганец. Их называют акцепторными примесями. [c.80]

Введение в кристаллический кремний примесных атомов фосфора, имеющих по пять валентных электронов, также нарушает энергетическую однородность кристалла. В этих условиях каждый атом фосфора уже при сообщении ему энергии порядка 4,4 кДж/моль способен ионизироваться, перебрасывая один из своих электронов в зону проводимости и превращаясь в положительно заряженный ион. Аналогично ведут себя в кристаллах [c.80]

Элементарные фосфор, мышьяк и сурьма используются для получения примесных кремния и германия л-типа (гл. IX, 2). Мышьяк, сурьма и висмут входят в состав многочисленных сплавов баббитов, из которых изготовляют вкладыши для подшипников типографских металлов на основе свинца с добавкой 13—16% сурьмы легкоплавких сплавов, главным образом на основе висмута, и др. [c.305]

Вторым фактором, влияющим на стойкость стали в морской атмосфере, является наличие в ее составе примесных элементов, например меди. Установлено, что небольшие количества таких примесей, как медь, никель, хром, кремний и фосфор, снижают скорость коррозии [c.31]

В полученном слитке нужно ожидать то же распределение примесей, что и на границе раздела фаз. Относительно германия этот вывод справедлив при легировании его примесными элементами III—V групп периодической системы Менделеева (бор, калий, индий, олово, свинец, сурьма, фосфор, мышьяк). [c.202]

Рис. 19.23. а—кристалл кремния, содержащий примесные атомы фосфора б—кристалл кремния, содержащий примесные атомы алюминия. [c.593]

Примесные полупроводники — вещества, полупроводниковые свойства которых обусловлены примесью малых количеств других элементов. Например, рассмотрим кремний с добавкой фосфора и алюминия. Поскольку каждый атом кремния образует четыре ковалентные связи со своими соседями, чистый кремний можно изобразить так, как показано на рис. 19.23, а. Когда атом кремния замещен атомом фосфора, имеется один лишний валентный электрон атома Р, который не участвует в образовании ковалентных связей. При наличии атомов фосфора в запрещенной зоне ниже края зоны проводимости возникают дополнительные уровни, которые называются донорными уровнями. В данном случае дополнительные энергетические уровни лежат всего лишь на 0,012 эВ ниже края зоны проводимости. Электроны, перешедшие с них в зону проводимости, могут двигаться под действием внешнего электрического поля. Таким образом, кремний с добавкой фосфора является полупроводником п-типа. [c.593]

В табл. 1.4.28 приведены средние данные по распределению легирующих и примесных элементов в зернограничном твердом растворе толщиной 100 нм и в твердом у-растворе различных сталей, определенные методом эмиссионного спектрального микроанализа. В этой же таблице под чертой приведены сведения 1ю содержанию фосфора, определенного методом Оже-эмиссионной спектроскопии, в моноатомном слое границ на образцах, подвергнутых провоцирующему нагреву в течение 5 ч при 923 К. [c.87]

Сегрегации примесных элементов распространяются на расстояние нескольких межатомных расстояний и могут быть равновесными (более узкими), и неравновесными. Независимо от типа сегрегаций концентрация в них примесных элементов в десятки и сотни раз выше, чем в теле зерна. Это приводит к ярко выраженной гетерогенности состава металла и, как результат, резкому локальному увеличению скорости растворения зернограничных областей. Наиболее сильными промоторами МКК являются сегрегации примесей фосфора, кремния и модифицирующего элемента бора. [c.131]

Фосфор, сурьма и олово способствуют развитию в улучшаемой стали процессов обратимой отпускной хрупкости, за счет чего Г50 интенсивно возрастает — каждая 0,01 % этих примесных элементов повышает Тво в среднем на 20 °С, что соизмеримо с противоположным, положительным воздействием на эту характеристику 1 % N1 и 0,1 % Мо (см. табл. 2.1). Столь же интенсивно снижается работа развития трещины (10—25 Дж/см на каждую 0,01 % Р, 5Ь, 8п (см. рис. 2.9). [c.148]

Рис. 55. Изображение кристалла кремния с примесным атомом фосфора (а, полупроводник /1-типа) или бора (б, полупроводник р-типа).

Электронную проводимость можно создать или увеличить искусственным путем — введением примесных атомов других элементов в основное вещество. Этот процесс называется легированием полупроводника. Например, полупроводниковые свойства кремния (атом которого имеет 4 валентных электрона) можно улучшить введением в кристалл примесных атомов бора (3 валентных электрона) или фосфора (5 валентных электронов). Каждый атом Р вводит в кристаллическую решетку кремния одии избыточный валентный электрон, а каждый атом В как бы выводит один электрон. Недостаток одного электрона соответствует так называемой положительно заряженной дырке . Это показано па рис, 55. Дырки ведут себя так. как если бы на их месте находились электроны, но положительно заряженные. Атомы фосфора обеспечивают дополнительную электронную проводимость, и в результате образуется полупроводник и-тнпа атомы бора создают дырочную проводимость, характерную для полупроводника р-типа. [c.149]

Избыточные электроны (например, за счет введения атомов фосфора) находятся на энергетическом уровне, который лежит несколько ниже зоны про водимости основного вещества (например, кремния) и называется донорным уровнем примеси (рис. 56. а). Ввиду малой ширины запрещенной зоны между донорным уровнем и зоной проводимости примесные электроны легко переходят в последнюю и улучшают свойства полупроводника п-типа. [c.149]

В гетерогенном катализе и явлениях люминесценции наличие электронных дефектов и посторонних атомов также играет очень большую роль. В случае катализа отклонения от стехиометрии приводят к появлению акцепторных или донорных уровней, в результате чего электрон легко передвигается к адсорбированным веществам или от них. Эти свойства, как мы уже упоминали, можно изменить введением посторонних ионов. Появление ионных дефектов на поверхности или вблизи нее также имеет некоторое значение в каталитических процессах. Эти и сходные явления рассмотрены в гл. 15. При люминесценции (см. гл. 3) локализованные электронные ловушки, возникающие при замещении атомов основной решетки примесными атомами, оказывают существенное влияние на характеристики свечения фосфоров. [c.78]

При определении столь низких концентраций редко удается проводить прямое колориметрическое определение или даже только реакцию образования окрашенного соединения непосредственно в растворе после обработки анализируемого материала кислотами. К числу немногих прямых методов, являющихся наиболее простыми по выполнению, относятся, апример, методы определения никеля в индии и сурьме, селена в мышьяке, фосфора в индии (см. настоящий сборник). В большинстве случаев при анализе высокочистых металлов, когда исходная навеска составляет не менее 0,5 г, присутствие в растворе основного элемента оказывает помехи проведению определения могут мешать и другие примесные элементы. Поэтому определению предшествует отделение искомого элемента тем или иным подходящим способом, зависящим как от химических свойств элемента-основы, так и примеси. Методы, принятые при анализе 1п, Оа, Аз и ЗЬ, наиболее часто используют для отделения специфические реакции элементов-примесей. Описаны и применяются три способа выделения определяемых элементов экстракция органическим растворителем соосаждение с коллектором отгонка в виде легколетучего соединения. [c.130]

Однако реальные полупроводники всегда имеют примеси, которые существенно влияют на характер электрической проводимости, в этом случае называемой примесной. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорные примеси имеют на валентной электронной оболочке большее число электронов, чем их число на валентной электронной оболочке атома основного элемента полупроводника. Например, примеси атомов элементов V или VI главных подгрупп периодической системы в кристаллической решетке кремния (IV главная подгруппа) будут донорными. В зонной структуре полупроводника появляются дополнительные электроны проводимости. Если атом примеси содержит меньше валентных электронов, чем атом основного элемента, то полупроводник содержит в валентной зоне дополнительные свободные МО, на которые могут переходить валентные электроны. Такие примеси называются акцепторными, они приводят к появлению дополнительных дырок проводимости. По отношению к кремнию такими примесями будут элементы III главной подгруппы. Полупроводники с преобладающим содержанием донорных примесей называются полупроводниками с электронной проводимостью или п-типа. Если же преобладают примеси акцепторные, то полупроводники называются полупроводниками с дырочной проводимостью или р-типа. Для получения примесных полупроводников полупроводники, полученные специальными кристаллофизическими методами в сверхчистом состоянии, легируются элементами акцепторами или донорами электронов в микродозах, не превышающих 10 %. Примеси резко изменяют собственную электрическую проводимость полупроводников, поскольку количество носителей заряда, поставляемых ими обычно больше, чем их число в чистом полу-прово,цнике. Так, чистый кремний имеет удельное электрическое сопротивление электронной проводимости около 150-10 Ом-м, дырочной проводимости в.4 раза, электронной проводимости после легирования фосфором и дырочной проводимости после легирования бором — в 20 раз меньше. [c.636]

Примесные полупроводники бывают двух типов. Полупроводники п-типа имеют примесные уровни, при О К заполненные электронами (см. рис. 28, б). Если расстояние от примесного уровия.до дна зоны проводимости невелико, то при пов1лшении температуры электроны переходят с примесных уровней в зону проводимости, следствием чего является ненулевая проводимость при Г > О, осуществляемая электронами зоны проводимости. Примеси, которым соответствуют уровни оии-санного типа, носят название доноров. Донорами являются, например, примеси фосфора или мышьяка в германии. [c.194]

Природа МКК сложна н определяется многими факторами [15, 16]. По современным представлениям основными причинами МКК являются обеднение границ зерен хромом и другими легирующими элементами за счет образоваиия и выделения по границам зерен карбидов хрома, или 6-феррнта либо о-фазы растворение избыточных фаз, возникновение сегрегаций по границам зерен, повышенный уровень дефектности решетки по границам зерен аусте-нита. В зависимости от окислительных условий среды МКК протекает по тому или иному механизму. Так, в восстановительных средах основной причиной МКК считается обеднение границ зерен хромом, а в сильиоокнслитель-ных средах—отрицательное влияние сегрегаций таких примесных элементов, как кремний, фосфор и др. [c.316]

Легирование П м может быть осуществлено также путем радиац воздействия на кpи тaлJ , когда в результате ядерных р-цнй с участием собств атомов в-ва образуются электрически активные прнмесн Нанб интерес для радиац легирования представляет воздействие тепловыми нейтронами, к-рые обладают большой проникающей способностью, что обеспечивает повыш однородность легирования Концентрация примесей, образующихся в результате ней-гронного облучения, определяется соотношением N = = Л оа.С.ф/, где Яд-кол-во атомов в единице объема П м, а,-сечение поглощения тепловых нейтронов. С,-содержание (%) соответствующего нуклида в естеств смеси, ф-плотность потока тепловых нейтронов, /-время облучения Легирование облучением тепловыми нейтронами обеспечивает строго контролируемое введение заданных концентраций примесн и равномерное ее распределение в объеме кристалла Однако в процессе облучения в кристалле образуются радиац дефекты, для устранения к-рых необходим последующий высокотемпературный отжиг Кроме того, может появиться наведенная радиоактивность, требующая выдержки образцов после облучения Легирование облучением тепловыми нейтронами обычно используют для получения однородею легированных фосфором монокристаллов 1 с высоким уд электрич сопротивлением В данном случае происходят след ядерные р-ции [c.62]

Рассмотрим природу р—/г-перехода. При легировании полупроводника донорными и акцепторными примесями образуются области с электронной и дырочной проводимостью. Например, при введении в кристалл фосфида галлия примеси серы, замещающей фосфор, образуются донорные уровни, поско.1)ьку у серы на один валентный электрон больше, чем у фосфора. Когда вводится примесь цинка, замещающего галлий, то образуется акцепторный уровош., так как у цинка на один валентный электрон меньше, чем у галлия. Вносимые этими примесями избыточные электроны или дырки (недостающие электроны) при комнатной температуре являются свободными, т. е. переходят с примесных уровней в зону проводимости (электроны) или валентную зону (дырки). Стремление носителей тока к равномерному распределению по кристаллу приводит к тому, что часть электронов переходит на ближайшие акцепторы это обедняет электронами /г-область и дырками р-область. На границе раздела возникает отрицательный заряд со стороны р-области и положительный — со стороны -области (рис. VI. 15). Эти заряды создают поле, препятствующее дальнейшему движению электронов пз п- в р-область. Собственно р—/г-переход находится в том месте обедненного слоя, где уровень Ферми пересекает середину запрещенной зоны. [c.143]

Са и Ме входят в состав важнейших минералов кальцита СаСОз и доломита СаСОд МеСОд, являющихся основой большинства осадочных пород известняка, мела, мрамора, ракушечника и т. д. Эти минералы вместе с кремнеземом ВЮа служат исходным сырьем для шихтования в различных пирометаллургических переделах. В результате плавления они переходят в состав шлаков, в которых растворяются кислые оксиды примесных элементов серы, фосфора, мышьяка и т. д. [c.138]

Большие и важные группы соединений, которые могут существовать только в кристаллическом состоянии, включают комплексные галогениды и оксиды, кислые и основные солн и гидраты. В частности, один из важных результатов изучения кристаллических структур состоит в признании того, что не-стехиометрические соединения не являются редкостью, как это некогда полагали. В самых общих чертах нестехиометрическое соединение можно определить как твердую фазу, которая устойчива в определенной области (по составу). С одной стороны, это определение охватывает все случаи изоморфного замещения и все виды твердых растворов, включая такие, состав которых покрывает всю область от одного чистого компонента до другого. В качестве другого предельного случая можно указать на фосфоры (люминесцентные ZnS или ZnS—Си), которые обязаны своими свойствами неправильному размещению и (или) внедрению примесных атомов, действующих как электронные ловушки , а также окрашенные галогениды (щелочных и щелочноземельных металлов), в которых отдельные положения гало-генндных ионов заняты электронами (F-центры) эти дефекты присутствуют в очень малой концентрации, часто в пределах от 10 до 10 . Для химика-неорганика больший интерес представляет тот факт, что многим простым бинарным соединениям свойственны диапазоны составов, зависящие от температуры и способа приготовления. Нестехиометрия подразумевает структурную неупорядоченность, а часто и присутствие того или иного элемента более чем в одном валентном состоянии она может приводить к возникновению иолупроводимости и каталитической активности. Примеры нестехиометрических бинарных соединений включают много оксидов и сульфидов, часть гидридов и промежуточные твердые растворы внедрения атомов С и N в металлы. Более сложными примерами могут служить различные комплексные оксиды со слоистыми и каркасными структурами, такие, как бронзы (разд. 13.8). Существование зеленого [c.14]

Для низкоуглеродистых сталей в отожженном или нормализованном состояниях важнейшими структурными параметрами, определяющими их склонность к коррозионному растрескиванию, являются размер зерна и последствия фазовых превращений в сварном шве и око-лошовной зоне. Влияние размера зерен на склонность сталей к коррозионному растрескиванию приведено на рис. 4.1.11. Из приведенных данных видно, что сшгжение размеров зерен приводит к повышению уровня напряжений, при которых сталь становится чувствительной к коррозионному растрескиванию. Это связано, в первую очередь, с числом сегрегированных в границах зерен примесных атомов — фосфора, цветных металлов, серы, углерода. В табл. 1.4.18. приведены данные, позволяющие проанализировать эту взаимосвязь. Как видно из представленной таблицы, наблюдается пропорциональная зависимость между размерами зерен и суммарным содержанием сегрегированных атомов на их границах. Такая особенность может быть объяснена тем, что при уменьшении размеров зерен суммарная площадь их гра- [c.69]

Резкое падение стойкости аустенитных хромоникелевых сталей к МЬЖ при г = Бк,, (рис. 1.4.29) необходимо связывать с несколькими факторами. Это наличие неоднородных микронапряжений на границах зерен, возникающих в процессе провоцирующего нагрева из-за образования в межграничном пространстве карбидных включений — фазы с большим объемом, а также с образованием сегрегаций примесных атомов, в частности фосфора, уменьшающих когезию границ и отрицательно влияющих на пластичность. Кроме того, в ходе пластической деформации при достижении в границах зерен возникают микроповреждения типа микротрещин, на развитие и качественное состояние которых оказывают большое влияние как внутренние межгра-ничные напряжения, так и проявление эффекта П.А. Ребиндера. Суммарное воздействие всех этих факторов приводит к активизации коррозионных процессов, к резкому падению пластичности. [c.85]

В железе (стали) в силу известных особенностей технологии его получения (восстановление оксидов углеродом) основными примесными компонентами являются углерод, карбиды, феррты примесных металлов, оксиды двух- и трехвалентного железа. Во многих металлах содержится примесь фосфора, серы, кремния. Атомом пустоты является вакансия — один незанятый узел кристаллической решетки. В соответствии с формулой (3.4.2) универсальная примесь , т. е. пустоты, наиболее склонна к адсорбции. [c.590]

Наибольшее применение нашли кремний, германий н алмаз — в виде. монокристаллов, селен II твердые растворы кремния с германие.м — в виде поликристаллов. П. м. па основе элементов четвертой группы отличаются кубической кристаллической решеткой тина ал.иаза. Примесную проводимость электронного типа получают, легируя их мышьяком, сурьмой и фосфором, а дырочная проводимость связана с легированием бором, га.тг-лием и индием. Удельное электросопротивление П. м. зависит от ширины [c.228]

Атомы фосфора обладают способностью встраиваться в структуру кремнекислородного остова кремнеземов, сильно изменяя его свойства. В связи с этим спектральным методом была исследована роль примесных атомов фосфора в адсорбции [62]. Различие в свойствах гидроксильных групп, принадлежащих поверхностным атомам пористого стекла различного типа, отчетливо проявляется при адсорбции молекул воды (рис. 79). При низких давлениях пара воды полоса поглощения групп SiOH дегидроксилированного при 750° С образца изменяется не очень сильно, интенсивность же полосы поглощения 3666 сж , принадлежащей группам РОН (см. главу V), значительно увеличивается, что указывает на реакцию с участием поверхностных атомов фосфора. Участие групп РОН в молекулярной адсорбции уже рассматривалось (см. главу VI). При откачке образца интенсивность полосы поглощения 3666 смг с ростом температуры откачки сначала возрастает, а затем уменьшается. После проведения адсорбцион-ио-десорбционного цикла интенсивность полосы поглощения РОН оказалось больше, чем в начале процесса. [c.215]

К другой группе работ, согласующихся с гипотезой Зейтца, относятся исследования закономерностей в спектрах шелочно-галоидных фосфоров, активированных ионами, имеющими изоэлектронные или одинаковые внешние электронные оболочки. В соответствии с моделью Зейтца, полосы примесного поглощения и излучения обусловлены электронными переходами между уровнями энергии ионов самой активирующей примеси. Отсюда следует, что если активирующие ионы имеют изоэлектронные оболочки, то при условии не слишком большого их искажения в кристалле в спектрах поглощения и излучения таких фосфоров должны обнаруживаться общие закономерности и большое сходство. Если же активирующие ионы образуют с ионами основания комплексы, то вследствие различной валентности ионов активатора с изоэлектронными оболочками комплексы будут различными, и поэтому никакого сходства в спектрах таких фосфоров наблюдаться не должно. Экспериментальные данные, однако, свидетельствуют о наличии большого сход- [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология