Механизм проводимости

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]

Электропроводность служит важнейшей физической характеристикой металлического состояния. Металлы принадлежат к проводникам 1-го рода, в которых электропроводность осуществляется электронами. У проводников 2-го рода, например расплавов солей или растворов электролитов, ионный механизм проводимости. [c.360]

С точки зрения зонной теории полупроводниковые вещества должны обладать дальним порядком. Вторым необходимым условием служит отсутствие перекрывания валентной зоны и зоны проводимости. Третье условие состоит в том, что валентная зона должна быть полностью занята электронами. Механизм проводимости полупроводника согласно зонной модели представлен на рис. 130. При абсолютном нуле зона проводимости пуста, все уровни валентной зоны заполнены и под действием внешнего электрического поля электрическая проводимость не возникает. Нагревание кристалла возбуждает часть электронов, которые приобретают энергию, превышающую ширину запрещенной зоны. Эти электроны попадают в зону проводимости, а в валентной зоне освобождается [c.312]

В кратком курсе нет необходимости более детально рассматривать эти соотношения. Однако следует характеризовать специфические особенности механизма электронной проводимости в полупроводниках, существенно отличного от механизма проводимости металлов. Металлы н полупроводники не только количественно сильно различаются по проводимости. Хот-я в обоих случаях ток переносится движением электронов, но в металлах это электроны электронного газа, не связанные с определенными атомами кристаллической решетки, а в полупроводниках — это электроны, вырываемые из атомов или молекул, составляющих кристаллическую решетку. Концентрация электронов, способных передавать ток в металлах, в тысячи и миллионы раз больше, чем в полупроводниках. В металлах понижение температуры, ослабляя колебания атомов, составляющих решетку, повышает проводимость и при достаточном понижении температуры (вблизи абсолютного нуля) у некоторых металлов она сильно возрастает. В полупроводниках же понижение температуры обычно уменьшает число Электронов проводимости, а следовательно, и электронную проводимость, и при достаточно низкой температуре последняя становится очень малой. [c.146]

В механизме проводимости полупроводников важную роль играют примеси к основному веществу, даже при очень малом их содержании. Если химическая природа примесей и их размещение в кристалле таковы, что в результате теплового движения от ИХ атомов могут отщепляться некоторые валентные электроны [c.146]

О механизме проводимости (электронном или дырочном ) можно судить по направлению термоэлектродвижущей силы. Изменения химического состава полупроводников не только сказываются на величине проводимости, но могут менять и механизм проводимости. [c.207]

Современное представление о механизме проводимости расплавленных солей было разработано Я- И. Френкелем при рассмотрении общей теории жидкого состояния. На основе рентгенографических исследований жидкостей было показано, что жидкое состояние — это состояние молекулярно упорядоченное. Жидкостям присущ ближний порядок расположения частиц, а не дальний, характерный для кристалла. Тепловое движение частиц в жидкостях резко отличается от теплового движения в газах и почти тождественно тепловому движению в кристаллах. [c.125]

Об электронном или дырочном механизме проводимости судят по знаку т. э. д. с. (плюс или минус). Если носители тока — электроны, то с повышением температуры они диффундируют от горячего конца к холодному, и горячий конец получает более высокий положительный потенциал. При дырочной проводимости горячий конец заряжен отрицательно [87]. В ряде случаев имеется смешанная проводимость, а также изменение механизма проводимости в пределах некоторых температур. Примесные атомы, особенно кислород и сера, могут изменять величину и характер проводимости. [c.213]

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]

Основой современной полупроводниковой электроники является двойственный характер проводимости — электронный и дырочный. Механизм проводимости за счет отрицательно заряженных частиц- [c.8]

В примесных полупроводниках путем соответствующего подбора легирующих добавок можно искусственно создать электронный илн дырочный механизм проводимости. В соответствии с этим добавки [c.456]

ПОЛЯ (вправо). Кроме того, на место образовавшейся дырки (+) перейдет электрон из какого-либо места соседней связи левее дырки. Таким образом, образуется новая дырка вместо прежней. Следовательно, дырка перемещается по направлению поля (влево) при скачках электронов в валентной зоне, совершающихся слева направо, как показано на рис. 72,а (стрелками). Перенос заряда электронами валентной зоны называют дырочным. Таким образом, в собственных полупроводниках бывает двоякий механизм проводимости электронный и дырочный. Удельная электропроводность полупроводника в общем случае выражается уравнением [c.237]

Действие выпрямителей основано на р— -переходах в кристалле (р— -диоды), в котором создаются две области с различными механизмами проводимости. [c.9]

Вполне понятно, что при таком механизме проводимости скорость иона водорода значительно больше, чем других ИОНОВ. Совершенно аналогичным переходом протона от молекулы воды к иону ОН объясняется кажущееся движение гидроксид-ионов в обратном направлении. Поскольку отрыв протона от молекулы [c.123]

Исследования электрической проводимости кристаллических веществ служат одним из наиболее тонких и чувствительных методов изучения характера химической связи в кристалле. В самом деле, механизм проводимости, тип и концентрация носителей (особенно в области собственной проводимости) определяются условиями их генерации, которые в свою очередь зависят от характера химической связи между атомами в кристалле, от ее прочности, от типа кристаллической структуры и многих других факторов. [c.318]

В неводных растворах могут иметь место и другие механизмы проводимости. Так, например, при растворении металлического натрия в жидком аммиаке образующийся раствор при низких [c.152]

Механизм проводимости полупроводников определяется изменением связей между отдельными атомами в кристаллах под действием возбуждения термического, оптического или возмущающих электрических полей. [c.427]

Среди проводников электрического тока различают проводники 1-го и 2-го рода по механизму прохождения тока. В проводниках 1-го рода (металлы, сплавы, некоторые интерметаллические соединения) прохождение тока обусловливается перемещением электронов и не связано с переносом частиц самого вещества. Хорошая электронная проводимость этих тел — следствие металлической связи в них (о металлической связи см. гл. IV и IX). Проводники 2-го рода — соли, некоторые оксиды и гидроксиды — неэлектропроводны в твердом состоянии, но проводят ток в расплавленном виде. Носителями зарядов в них являются ионы, которые в расплаве приобретают подвижность. Прохождение тока через расплавы таких веществ сопровождается их разложением (электролиз). Этот механизм проводимости характерен для соединений с ионной связью. Известны неметаллические вещества с электронной проводимостью, возбуждаемой нагреванием, освещением и другими энергетическими воздействиями. Это полупроводники. В подавляющем большинстве они состоят из атомов с ковалентной связью между ними. Вещества, не являющиеся проводниками ни в одном из агрегатных состояний, имеют молекулярное строение. Это преимущественно соединения неметаллических элементов друг с другом. Между атомами в них действуют ковалентные связи, а межмолекулярное взаимодействие обусловлено силами Ван-дер-Ваальса (см. 13). Среди прочих типов связей наиболее распространены водородная и донорно-акцепторная, которая может рассматриваться как разновидность ковалентной связи. [c.86]

В последнее время полупроводники стали важнейшими материалами новой техники. Но определению А. М. Иоффе, полупроводники — это неметаллические проводники с электронным механизмом тока. Сходство их с металлами и состоит в одинаковом электронном механизме проводимости. Длительное прохождение электрического тока через металлы и полупроводники не изменяет их физические и химические свойства. Большой интерес к полупроводникам вызван тем, что по значениям электрической проводимости они занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками. [c.264]

Из рис. 123 следует, что при понижении температуры на графике 1п а— T наблюдается излом (точка В), что свидетельствует о смене механизма проводимости. Для качественного обсуждения запишем два выражения [c.284]

Механизм проводимости полупроводников определяется изменением связей между отдельными атомами в кристаллах под действием возбуждения термического, или в результате поглощения квантов лучистой энергии, или под действием возмущающих электрических полей. [c.442]

Для получения достаточно высоких выходов ацетилена в результате первичного пиролиза необходимы температуры выше 1200° С оптимальные условия пе определены. К числу других ваншых условий процесса относятся короткое время контакта, быстрое охлаждение продуктов реакции и низкие парциальные давления сырья и продукта. Последнее условие достигается прыменением вакуума или посредством добавления разбавителей. Данная работа ставит своей задачей критическое освещение имеющихся данных о первичной пиролитичеырй стадии. Поставленная проблема рассматривается здесь с трех точек зрения равновесие, кинетика и механизм проводимых реакций. [c.57]

Поперечная проводимость черной пленки может быть обусловлена транспортом ионов или электронов. В большинстве случаев вещества, образующие пленку, не обладают электронной проводимостью, но ввиду малой толщины пленки возможно, что в ней концентрируются компоненты (присутствующие в виде следов в объеме жидкости), способные индуцировать электронную проводимость. Возможность такого механизма обсуждается в работах [70—73]. Более вероятным механизмом проводимости черной пленки является транспорт ионов через нее, доказательством чего служат результаты исследования проницаемости ионов через пленки с помощью радиоактивных изотопов [74]. Низкая проводимость черных пленок обусловлена очень низкой растворимостью неорганических ионов в углеводородной фазе гидрофобной сердцевины. [c.108]

Было обнаружено, что термическая активация носителей на пороге подвижности является основным механизмом проводимости в диапазоне температур от 370 до 170К. Наблюдаемое отклонение от активационного поведения температурной зависимости проводимости может бьггь объяснено зависимостью подвижности носителей от температуры. Перенос заряда по локализованным состояниям подтвержден независимостью проводимости от частоты в этом температурном диапазоне. [c.157]

Вследствие агрегации этих пептидов образуются поры, которые могут иметь различную проницаемость, поэтому они особенно хороши для изуче- 1я механизма проводимости ионных каналов. [c.305]

Олнако существует и принципиальное различие механизмов проводимости в металлах, с одной стороны, и в полупроводниках н диэлектриках— с другой. Суть различия состоит в том, что проводимость большинства полупроводников и диэлектриков быстро возрастает с ростом температуры, в то время как электропроводность металлов в этих условиях хотя и слабо, но постоянно уменьшается. [c.59]

Электропроводность гранулированных пленок йамного порядков меньше, чем массивного материала, и обычно характеризуется отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Установлено, что электропроводность экспоненциально зависит от величины, обратной температуре, свидетельствуя тем самым о том, что механизм проводимости можно термически активировать. Электропроводность носит омический характер в области слабых электрических полей, но становится нелинейной в сильных полях. Экспериментальные результаты трактуются на основе различных механизмов проводимости, таких как термоэлектронная и шоттковская эмиссия, туннелирование через вакуумный зазор и ловушки в диэлектрической подложке (см. гл. IX). [c.490]

Масс-спектрометрию в неорганической химии применяют при исследовании пов-сти неорг. материалов, для анализа микропримесей в кристаллах, металлах, сплавах, изоляторах и полупроводниках. Методом М.-с. определяют термодинамич. параметры, парциальные давления компонентов смесей со сложным составом пара, а также изучают металлич. кластеры-динамику их образования, хим. св-ва, фотофиз. особенности, строение и устойчивость, что помогает понять механизм проводимости металлов, крайне важный для микроэлектроники. Особое место занимает газовый анализ с применением М.-с. в разл. технол. процессах (металлургия, угольная пром-сть). Исследования проводят при т-рах от неск. сотен до 2000-3000 К. [c.663]

При невысоких температурах доля электронов, переп1едших в возбужденные состояния, невелика. Поэтому у полупроводников с собственной проводимостью валентная зона почти заполнена (свободные состояния имеются лишь у верхнего края зоны), а зона проводимости почти свободна (заняты состояния у дна 301И11). Соответственно почти пустая зона проводимости у полупроводника /г-типа и почти заполненная валентная зона у полупроводника / -типа. Как мы уже отмечали, поведение электронов почти пустой зоны аналогично поведению свободных электронов с массой т [формула (УП1. 47) для кинетической энергии и формула (УИ1.45) для энер[ етической плотности состояний]. Состояние электронов почти заполненной валентной зоны может быть. описано путем рассмотрения движения свободных квазичастиц — дырок [формулы (УП1.48) и (УП1.49)]. Соответственно говорят об электронной проводимости, обусловленной электронами зоны проводимости, и дырочной проводимости, обусловленной движением электронов ( дырок ) валентной зоны. В случае полупроводников с собственной проводимостью осуществляются оба механизма проводимости — электронный и дырочный. В случае полупроводников п-типа имеет мес- [c.194]

В неводных растворах могут иметь место и другие механизмы проводимости. Так, например, при растворении металлического натрия в жидком аммиаке образуютнийся раствор при нпзких температурах отличается сверхпроводн- [c.202]

На основании данных об электропроводности и емкости ряда дегидратированных в высоком вакууме при 450 °С цеолитов типа X п Y с одновалентными катионами (Li+, Na , К , Ag , Rb+, s+) и декатионированных форм У, полученных из NH4Y, был сделан вывод о существовании двух механизмов проводимости [32]. [c.415]

Органические П. принципиально отличаются от неорганических П. Все твердые неорганические П. образуют координац. соединения, в то время как органические XI.-молекулярные кристаллы. Они так же, как и неорганические П., обладают положит, температурным коэф. проводимости, но механизм проводимости иной. Для органических П. характерны многоцентровые связи, характеризующиеся делокализацией я-электронов и проявлением коллективного электронного взаимод. по системе сопряжения. Делокализация электронов сопровождается выигрышем энергии, наз. энергией сопряжения это приводит, в частности, к уменьшению энергетич. щели Д между основным и низшим возбужденным состояниями я-электронов по мере увеличения числа сопряженных связей в молекуле. В полимерах с системой сопряжения в осн. цепи макромолекулы А м.б. порядка энергии теплового движения кТ. Виеш. воздействие (гл. обр. освещение) вызывает возбуждение в системе я-электронов, к-рое может мигрировать по кристаллу и при распаде (на дефектах структуры, примесных атомах, а также при взаимод. друг с другом) дает своб. носители заряда. Проводимость в органических П. обеспечивается гл. обр. перескоками электронов между состояниями с разной энергией, причем дефицит энергии покрывается за счет энергии тепловых колебаний атомов (прыжковая проводимость). С этим связана характерная температурная зависимость органических П. при умеренно низких т-рах, когда доминируют прыжки между соседними состояниями, между уд. электрич. сопротивлением р и т-рой Т наблюдается зависимосгь In р Т К С понижением i-ры длина прыжка увеличивается и 1пр Т"(я < 1). [c.58]

Механизм проводимоста включает электронную проводимость через длинные цепочки сопряженных молекул и/или я-комплексные структуры. Подробное обсуждение теории проводимости выходит за рамки данной книги в этом разделе приводятся лишь возможные области применения гетероциоических соединений. [c.675]

Проводимость и механизм проводимости. Твердые электролиты со структурой (З-глпнозема относятся к числу двумерных проводников щелочные ионы имеют возможность свободно двигаться вдоль плоскостей проводимости, но не могут проникать сквозь плотноупакованные шпинельные блоки. Проводимость различных замещенных форм -глинозема, изученная на монокристаллических образцах в направлении, параллельном проводящим плоскостям, представлена на рис. 13.14. До недавнего прошлого высококачественные монокристаллы р -глинозема были недоступны, вследствие чего исследования проводимости главным образом выполнены именно на З-фазс, несмотря на то что по уровню проводимости она в 2—3 раза уступает -глинозему. Максимальная величина проводимости и одновременно минимальная энергия активации наблюдаются у Ыа н Ag+-пpoвoдящиx В-глиноземов. Увеличение ионного [c.27]

Для понимаиия механизма проводимости в -глинозе.ме полезно рассмотреть рис. 13.13 и 13.15. Мигрируя на большие расстояния, ион Ка обязан проходить через позиции Ьг, аЬг и т. [c.29]

Важный источник информации о механизме проводимости в твердых телах, и особенно полупроводниках, связан с изучением эффекта Холла. Поскольку в уравнении (13.1) проводимость определяется произведе1гием числа носителей (электронов или дырок) п на их подвижность л, то из одних экспериментов по электропроводности невозможно установить эти величин1л по отдельности. Это удается сделать, комбинируя измерения электропроводности с измерением разности потенциалов, возникающей в эффекте Холла. [c.102]

Данные об изменениях работы выхода электронов, о механизме проводимости и о наличии заряда на поверхности позволяют рассмотреть возможный механизм действия примесей в катализаторе. При этом следует учитывать взаимодействие диполей на поверхности катализатора , протекаюш,ее аналогично взаимодействию заряженных частиц в адсорбционном слое . В присутствии электроотрицательных добавок (кислород, хлор) при электростатическом взаимодействии диполей кислорода и этилена с диполем металлоида уменьшается степень заполнения поверхности серебра кислородом и увеличивается степень ее заполнения этиленом. В результате возрастает вероятность образования окиси этилена на серебре. При введении электроположительных добавок, спо-собствуюш,их уменьшению работы выхода электронов, возможно глубокое окисление этилена, так как увеличивается степень заполнения поверхности кислородом.. [c.221]

Прямое экспериментальное подтверждение хлоротропного механизма проводимости было получено в работе [38], где с помощью радиоизотопной методики было установлено, что в растворах 5ЬС1з в абсолютной уксусной кислоте, хлориде амила, этилацетате и амидах уксусной кислоты ионы С1- не мигрируют в электрическом поле в областях концентраций Sb U 0,8—0,9 мол. доли. [c.64]