Электрическая проводимость примесная

Электрическая проводимость примесных полупроводников (точнее с преобладающей концентрацией донорных или акцепторных уровней) складывается из двух слагаемых [c.304]

Появление дефектов в кристаллических структурах может быть вызвано не только собственным, но и примесным атомом или ионом. Все кристаллы, как правило, содержат примеси. Кристаллы считаются очень чистыми, если один атом примеси приходится на 10 атомов основного вещества. С помощью специальных методов (зонная плавка) можно уменьшить это соотношение до 1 10 . В полупроводниках примеси порядка 1 атома на миллиард влияют на электрическую проводимость. Примесные атомы или ионы [c.265]

Если пренебречь концентрацией собственных носителей и считать Л д Пп для полупроводника /г-типа и N3 Рр для полупроводника р-типа, то удельная электрическая проводимость примесного полупроводника может быть выражена уравнениями [c.94]

ЧИСЛО возможных уровней в зоне ровно в два раза больше, чем число электронов, вследствие чего она является зоной проводимости. Этим объясняется также высокая электрическая проводимость этих металлов. Существует несколько основных типов взаимного расположения энергетических зон (рис. А.62), соответствующих изолятору, одновалентному металлу, двухвалентному металлу, полупроводнику с собственной проводимостью, примесному полупроводнику и-типа и примесному полупроводнику р-типа. Соотношение энергетических зон (рис. А.62) определяет также тип проводимости твердого тела. [c.142]

Варьируя химическую природу и концентрацию вводимых примесей, можно изготовить полупроводник с заданной электрической проводимостью и заданным характером носителей тока электронов (/1-полупроводник) или дырок (р-полупроводник). Существует правило, согласно которому для получения примесного полупроводника с заданным характером проводимости необходимо, чтобы концентрация в нем собственных носителей тока [c.340]

При наличии примесных атомов в кристаллической решетке, замещающих атомы основного компонента, природа электрической проводимости изменяется. Замещение атома кремния элементом V группы (Р, Аз, 5Ь), имеющим на один валентный электрон [c.314]

Если у атомов примеси число электронов на внешнем уровне больше, чем у атома матрицы, то состояние примесного атома в кристалле устойчиво в том случае, если он обратится в положительный ион, отдав лишний электрон в состояние электронов проводимости — донор. случае электрическая проводимость за счет электро-доминировать над дырочной проводимостью [c.432]

Наиболее чистые образцы германия имеют удельную электрическую проводимость порядка 1—2 См-м . Примеси, вводимые в высокоочищенные образцы полупроводников, сильно увеличивают электрическую проводимость, а значит, уменьшают удельное сопротивление. Например, при введении примерно 10 атомов сурьмы в 1 см особо чистого германия (4-10 %) с удельной проводимостью 1,7 См-м последняя увеличивается примерно на порядок, а сопротивление падает с 0,6 до 0,09—0,10 Ом-м Полупроводники, содержащие примеси (реальные полупроводники), называются примесными. Примеси в полупроводниках принято делить па донорные и акцепторные. Первые создают электронную проводимость, а вторые — дырочную. [c.297]

Если поглощение фотонов в полупроводнике сопровождается увеличением его электрической проводимости за счет переброски электронов с примесных уровней или из валентной зоны в зону проводимости без выхода электронов наружу, то такой процесс называется внутренним фотоэффектом. [c.335]

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]

В отечественной литературе утвердились два термина для обозначения этого понятия — электропроводность и электрическая проводимость. Первый обычен для работ по электрохимии растворов, второй употребляется в словосочетаниях ионная (или электронная) проводимость , собственная (или примесная) проводимость и т. п. Прим, ред. [c.253]

Оценка Ев для чистых оксидов показывает, что собственная проводимость в ферритах практически не может наблюдаться. Концентрация собственных носителей ничтожно мала по сравнению с концентрацией примесных носителей при любой практически достижимой степени чистоты оксидов, так что измеренная электрическая проводимость в больщинстве случаев соответствует примесной проводимости. [c.116]

Необходимо отметить, что наблюдаемое с ростом температуры увеличение х для ферритов обычно связывается с возрастанием подвижности носителей зарядов. Однако, как следует из данных по исследованию эффекта Холла в ферритах, подвижность носителей с ростом температуры, как правило, уменьшается. Это указывает на возможность объяснения электрической проводимости в соответствии с зонной теорией, согласно которой увеличение проводимости с ростом температуры объясняется экспоненциальным повышением концентрации носителей тока. В рамках зонной теории излом зависимости % — /Т) в точке Кюри объясняется наличием двух параллельных механизмов проводимости — собственной и примесной. [c.117]

Здесь N—концентрация электронов, Р—нмпульс одного электрона. Оценивая величину Р Н1й на основании соотношения неопределенностей Гейзенберга, получаем примесную удельную электрическую проводимость [c.87]

Химические связи между поверхностными атомами ие являются равнозначными. Часть этих связей, направленная в глубь кристалла, имеет примерно такие же геометрические (угол, длина) и физические (энергия) свойства, что и в объеме связи же, направленные в сторону внешней среды, либо двойные и расположены под другим углом, либо вообще разорваны . Высвобождение валентных электронов и перевод их в зону проводимости требует в данном случае различной затраты энергии в зависимости от того, какая связь поверхностного атома будет при этом разрушаться. Согласно зонной теории сказанное означает, что электроны могут поступать в зону проводимости данного кристалла как из валентной зоны, так и с более высоких уровней, соответствующих разрыву менее прочной поверхностной связи. Вспоминая, что точно такие же уровни в объеме кристалла могут быть получены путем введения легирующих примесей, мы приходим к выводу, что совершенно чистая поверхность кристалла обладает примерно такими же электрическими свойствами, как объем примесного полупроводника. [c.205]

Полупроводниковый лазер. Применение в квантовой электронике полупроводников привлекательно тем, что открывает возможность осуществления непосредственного преобразования энергии электрического тока в энергию когерентного излучения в широком диапазоне от ультрафиолетовых волн до миллиметровых. Для получения состояния с отрицательной температурой в полупроводнике могут быть использованы различные переходы электронов между валентной зоной и зоной проводимости, межДу зоной и примесными уровнями, между примесными уровнями. [c.523]

Si + 2Na0H+202 = Na2Si03+H20 + 02 Электрическая проводимость примесного карбида кремния растет примерно до 600° С, затем ее рост задерживается из-за падения подвижности носителей и даже начинает уменьшаться до появления собственной проводимости, которая начинает проявлять себя в интервале 1400—1500° С. Щирина запрещенной зоны собственно карборунда А =2,86 эВ (при 0 К ЛВ=3,1 эВ). [c.363]

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]

Изменить концентрацию носителей тока в полупроводнике можно и дозированным введением в его структуру примесей. При этом, если число валентных электронов у примесных атомов не совпадает с валентностью атомов в кристаллической решетке основного вещества, то в подобном примесном полупроводнике резко возрастает концентрация носителей тока одного вида — электронов или дырок. Например, введение одного атома мышьяка на 100 млн. атомов германия равнозначно появлению в 1 см такого вещеста дополнительных 4,5 10 подвижных электронов. Это в 15—20 раз больше концентрации собственных носителей тока в германии, поэтому перенос тока в таком примесном полупроводнике будет осуществляться главным образом электронами, прлчем его электрическая проводимость возрастает в 5—6 раз. [c.340]

Большинство кремнийорганических соединений является диэлектриками с удельной объемной электрической проводимостью а в пределах 1-10 —1-10" См/м. Наибольшую электропроводность обнаруживают полярные кремнийорганические жидкости. В этом случае повышенная электропроводность обусловлена в основном диссоциирующими примесными ионами. Тщательная очистка жидкостей заметно улучшает их свойства. Удельная объемная электрическая проводимость их снижается при 20 °С до 1 10 —1 10" См/м, [c.111]

При введении в чистый полупроводн1 к примесей к собственной электрической проводимости добавляется примесная электрическая проводимость. Если, например, в германий вводить элементы V группы периодической системы (Р, Аз, 5Ь), то последние образуют решетку с германием с участием четырех электронов, а пятый электрон, в связи с малой энергией ионизации атомов примеси (около Дж), переходит от атома примеси в зону прово- [c.93]

Примесные полупроводники обладают более высокой электрической проводимостью, чем полупроводники с собственной проводимостью, если концентрация атомов донориой Л д или акцепторной Л а примеси превышает концентрацию собственных носителей заряда. При больших значениях Мц и можно пренебречь концентрацией собственных носителей. Носители заряда, концентра-дия которых преобладает в полупроводнике, называются основными. Например, в германии п-типа п в то время как 11 10 з м т. е. концентрация основных носителей в 10 раз гтревышает концентрацию собственных носителей. [c.93]

Кроме дефектов Френкеля и Шоттки в кристаллических решетках всегда имеются искажения, связанные с наличием примесей. Если катионы или анионы примесей имеют отличные от основных иоиоз размеры или заряд, то замещение в узлах кристаллической решении примесными ионами основных ионов неизбежно вызовет искажение решетки вокруг этих нонов, что увеличит подвижность по юв и приведет к росту удельной электрической проводимости. Такой тип проводимости называется примесной электрической прп-водил остыо. [c.103]

Зависимость электрической проводимости ферритов от температуры внешне является такой же, как и у полупроводников, процессы электропереноса в которых описываются зонной моделью. В основу этой модели, как известно, положена связь энергии активации электрической проводимости с шириной запрещенной зоны (собственная проводимость) или с расположением Донориого или акцепторного уровня в запрещенной зоне (примесная проводимость). [c.115]

Все сказанное можно объяснить тем, что физическая основа, на которой строятся полупроводниковые приборы, представляет собой твердое тело, собственные и примесные спект1ры в котором имеют специфическую для твердых тел полосатую структуру, диапазоны частот которой отображают их атомную стехиометрию, в то время как в окружающей нас природе газообразные и жидкие среды с подвижными носителями заряда имеют другие энергетические связи и спектры. Это вносит свою специфику в построение информационных и энергетических систем и может существенно расширить возможности полупроводниковой электроники, базирующиеся на нелинейных эффектах в твердом теле. Эти задачи решает молекулярная электроника — новая область науки и техники, в основу которой положены эффекты переноса заряда в жидких средах и на границах твердых и жидких фаз. Характерные энергии этих сред и процессов, происходящих на фазовых границах, отличаются от характерных энергий, связанных с состояниями твердых тел. При этом рассматриваются жидкие среды, содержащие носители заряда, во всем диапазоне изменения удельной электрической проводимости — от чистых диэлектриков до сильных электролитов. [c.4]

Собственные и примесные полупроводники. Полупроводники, проводимость которых обусловлена ионизацией атомов чистого вещества (германия, кремния и т. д.), называются собственными. Полупроводники, у которых основную роль играет ионизация атомов легирующих добавок, называются примесньши. В основе электрических характеристик тех и других лежат химические свойства [c.453]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология