Кристаллические структуры германий

Какие вещества при введении в кристаллическую решетку германия увеличивают его электропроводимость (Германий имеет алмазоподобную структуру). [c.69]

Полупроводник должен иметь кристаллическую структуру без изъянов. Всевозможные дефекты кристаллизации смещения (дислокации) атомов, вакантные узлы в кристаллической решетке дейст--вуют отрицательно. Например, если в решетке германия на 10 [c.452]

Третий представитель этой подгруппы — свинец — в компактном состоянии представляет собой серебристо-серый металл с синеватым отливом. Свинец в отличие от Ge и Sn не имеет полиморфных модификаций и всегда кристаллизуется в плотноупакованной ГЦК структуре. Таким образом, сравнивая кристаллические структуры в ряду Ge—Sn—Pb, можно отметить, что общая тенденция к металлизации, отмеченная у элементов, прослеживается и в кристаллических структурах их гомоатомных соединений — от рыхлых алмазоподобных структур (Ge и a-Sn) к плотноупакованным ( -Sn и РЬ). В этом ряду олово все же ближе к германию, чем к своему [c.217]

В кристаллическом же состоянии электрические моменты диполей отдельных связей (даже если они и существуют) взаимно скомпенсированы и суммарный собственный электрический момент диполя в кристалле равен нулю. Поэтому исследования поляризационных явлений в кристаллах дают мало информации о направленности связей и структуре. Однако и в кристаллическом состоянии эта направленность существует, что особенно ярко проявляется в кристаллах с преимущественно ковалентной связью (кремний, германий, 1пР, 2п5 и т. п.). Связи в таких кристаллах направлены к вершинам тетраэдра (см. рис. 3 и 4), поэтому подобные вещества часто называют тетраэдрическими фазами. Жесткая пространственная направленность ковалентных связей предопределяет образование рыхлых кристаллических структур с низкими координационными числами (как правило, не выше четырех). Для солеобразных и металлических кристаллов, в которых доминирует, соответственно, ионная и металлическая составляющая связи, характерны плотные и плотнейшие упаковки с координационными числами 6—8 для ионных и 8—12 для металлических решеток. Здесь значительную роль играют размеры взаимодействующих атомов, которые и определяют координационное число в кристаллических решетках. Однако при этом сохраняется определенная направленность химической связи, что проявляется в пространственной периодичности строения кристаллов. На существование электронных мостиков между взаимодействующими атомами указывают [c.82]

В последнее время применяются так называемые эпитаксиальные пленки. Их получают наращиванием полупроводника на основной кристалл. Пленки должны точно повторять кристаллическую структуру подложки, но могут отличаться типом проводимости, вследствие чего можно создать р—л-переходы с заданной концентрацией носителей зарядов, получить низкоомные слои на высокоомных полупроводниках и наоборот. Широко используются в промышленности методы наращивания эпитаксиальных пленок кремния и германия в случае восстановления тетрахлоридов очень чистым водородом при повышенной температуре [c.249]

Сравнивая серу и ее гомологи с хлором, бромом и иодом, наблюдается по ходу сверху вниз в столбце в обоих группах повышение тенденции к полимеризации и образованию сложно построенных кристаллических структур это явление еще заметнее при переходе к V группе, т. е. к фосфору и его гомологам и далее оно видно очень ярко в IV группе для кремния, германия, олова и свинца. При движении сверху вниз в этих столбцах Системы возрастает металлический характер кристаллических модификаций. [c.205]

После хрома такого повышения прочности связи не наблюдается. Вместо этого прочность, твердость и другие свойства переходных металлов остаются по существу постоянными для пяти элементов — хрома, марганца, железа, кобальта и никеля такое положение вполне согласуется с небольшим изменением их условной идеальной плотности,, показанным на рис. 17.3. (Низкое значение для марганца связано с необычной кристаллической структурой этого металла подобной структуры не имеет ни один другой элемент.) Таким образом, можно сделать вывод, что металлическая валентность более не возрастает, а остается для этих элементов равной шести. Затем после никеля металлическая валентность вновь уменьшается в последовательности медь, цинк, галлий и германий, как это показывает быстрое уменьшение идеальной плотности (см. рис. 17.3) и соответствующее снижение значений твердости, температуры плавления и других свойств. [c.494]

Области изменения переменных, входящих в формулу (У.12), выбраны таким образом, что они позволяют рассчитать температурное поле в монокристалле и проследить его изменение в процессе роста в интервале температур, представляющем наибольший интерес. Этот интервал находится в пределах 936—400° С, т. е. включает в себя область температур пластического состояния германия, при котором возникновение различного рода дефектов в кристаллической структуре слитка наиболее вероятно. [c.125]

Элементарный углерод существует в двух кристаллических формах — в виде алмаза (который уже обсуждался в гл. 10) и графита. Структура алмаза с тетраэдрическими углами между связями, образуемыми гибридизованными 5р -орбиталя-ми, присуща и другим элементам IV группы. Однако можно заранее предвидеть, что по мере увеличения длины связей твердость кристаллов со структурой алмаза должна уменьшаться. В ряду элементов IV группы тетраэдрической структурой алмаза обладают углерод, кремний, германий и серое олово межатомные расстояния увеличиваются в этом ряду от 1,54 А у углерода до 2,80 А у серого олова. По этой причине прочность связей уменьшается от очень большой у алмаза до очень слабой у серого олова. Серое олово представляет собой настолько мягкое вещество, что существует в форме микрокристаллов или просто порошка. Для элементов IV группы с кристаллической структурой типа алмаза характерно наличие диэлектрических свойств (другими словами, они являются изоляторами) и других ярко выраженных неметаллических свойств. [c.398]

Фактически электрохимия алмаза началась с работы [11], в которой впервые была получена вольт-амперная характеристика и измерена дифференциальная емкость на границе раздела поликристаллический алмаз/раствор электролита также была обнаружена фоточувствительность алмазных электродов, которая была сопоставлена с полупроводниковыми свойствами алмаза. За исследованиями российских авторов вскоре последовали работы электрохимиков из Японии, Израиля, Франции, США, Швейцарии, Германии и других стран. Если в самых первых работах использовались алмазные пленки, хотя и с совершенной кристаллической структурой, но не легированные (их проводимость приписывали [И] неким не идентифицированным примесям или точечным дефектам, введенным специальным тепловым режимом при выращивании пленок), то, начиная с работы [12], в электрохимических исследованиях применялся алмаз, легированный бором. Переход на специально легированные электроды придал дополнительный импульс исследованиям в этой сфере. В последние годы число лабораторий, занятых исследованиями алмазных электродов, и число публикаций по электрохимии алмаза неуклонно возрастает. [c.8]

Плавление—переход кристаллического минерала в жидкое состояние — осуществляется в результате увеличения внутренней энергии кристалла. При повышении температуры минерала возрастают тепловое колебание атомов и их диффузия в кристаллическом пространстве, а также число дефектов в решетке (вакансий, или дырок). В итоге при некотором значении Т кристаллическая структура твердого тела распадается на легкоподвижные частицы, соизмеримые с объемом элементарной ячейки. Вещество переходит в жидкое состояние, отличающееся высокой пластичностью. Подавляющая часть кристаллов плавится с небольшим увеличением объема (на 2—6%), что связано с разрыхлением структуры по границам между упорядоченными областями. Некоторые кристаллы (лед, висмут, германий) плавятся с уменьшением объема. Это обусловлено изменением структуры вещества в жидком состоянии. [c.112]

Наблюдение картин каналирования электронов полезно для идентификации выделений в кристаллах, определения плоскостей габитуса, изучения взаимной кристаллографической ориентации выделившихся фаз и матрицы, при изучении механизма двойни-кования, дефектов кристаллической структуры и ориентации зерен. Впервые каналирование электронов было установлено при изучении монокристаллов кремния, германия и арсенида галлия. [c.210]

При плавлении льда водородные связи частично рвутся (примерно 10% всех связей) и часть молекул воды получает относительную свободу передвижения. Эти молекулы немедленно устремляются в полости кристаллической структуры, и в результате плотность заполнения пространства молекулами воды увеличивается, а объем вещества уменьшается. Уменьшение объема при плавлении (или соответственно его увеличение при затвердевании)-редкое свойство кроме воды, им обладают чугун и некоторые сплавы, а из элементов-только кремний, германий, висмут, сурьма и галлий. [c.133]

Кристаллическая структура тетрафенилсилана была определена кристаллографическими методами при помощи рентгеновских лучей [1443, 1638, 051, 052]. Изучение изоморфизма [799] тетра-фенилзамещенных IV группы элементов (углерод, кремний, германий, олово, свинец) дало очень интересные сравнительные данные для этих элементов [807, 2270]. [c.231]

В начале Великой Отечественной войны в связи с проблемой радиолокации возникла необходимость создания полупроводниковых детекторов и кристаллических усилителей, материалом которых должен был быть германий высокой степени чистоты и совершенства кристаллической структуры. Советские ученые совместно с инженерами выполнили поставленную перед ними задачу и в короткий срок организовали промышленное производство германия, необходимого для обороны страны. [c.72]

Известно много различных кристаллических структур. Одна иа них—структура алмаза (см. рис. 2, б). Подобную структуру имеют и полупроводники —кремний и германий. В структуре цинковой [c.21]

К первой группе относятся, например, кристаллы германия и кремния, в которых точечные дефекты возникают при растворении в них небольших количеств элементов III и V групп периодической системы с образованием твердых растворов замеш ения. В качестве примера рассмотрим германий, кристаллическая структура которого относится к типу алмаза. В кристаллической решетке германия могут размещаться небольшие количества фосфора или мышьяка, причем каждый атом примеси занимает регулярное место в решетке (см. рис. 12). Но каждый атом фосфора имеет пять валентных электронов. Распределение этих электронов можно представить себе следующим образом четыре из них делятся с каждым соседним атомом германия (образуя ковалентные связи, подобные таковым между смежными германиевыми атомами), а пятый электрон становится квазисвободным. Он весьма [c.221]

Дырки, участвующие в анодном растворении, доставляются к поверхности вследствие диффузии. В германки п типа дырки не являются пгнпвными носителями тока, и их число относительно невелико. Поэтому при высоких скоростях электрохимической реакции будет происходить обеднение поверхностного слоя дырками и при достижении некоторой плотности тока может наступить такой момент, когда число дырок, потребляемых при анодном процессе, будет равно числу дырок, доставляемых на поверхность. Иными словами, на германии и-типа при некоторой плотности тока должен наблюдаться предельный ток насыщения дырок и связанное с ним резкое возрастание потенциала электрода, что на рис. 13 имеет место при i = 3-10 а см . Плотность тока насыщения ( i = 3-I0 aj M ) не является универсальной величиной. Ее численное значение зависит от электрофизических параметров и кристаллической структуры германия. [c.34]

В периодической системе нет резкой границы между элементами с металлической структурой и элементами с ковалентной каркасной структурой (рис. 14-8). Это видно из того, что кристаллы некоторых элементов обладают свойствами, промежуточными между проводниками и изоляторами. Кремний, германий и а-модификация олова (серое олово) обладают кристаллической структурой алмаза. Однако межзонная щель между заполненной и свободной зонами в этих кристаллах намного меньше, чем для углерода. Так, ширина щели для кремния составляет всего 105 кДж моль (Как мы уже знаем, для углерода она равна 502 кДж моль .) Для германия ширина межзонной щели еще меньше, 59кДж моль а для серого олова она лишь 7,5 кДж моль Ч Металлоиды кремний и германий называются полупроводниками. [c.631]

Германий и кремний переходят в водные растворы в виде производных от соответствующих двуокисей (ОеОз, SiOj). Таким образом, процесс травления рассматриваемых элементов состоит из реакций окисления и растворения двуокисей. В свою очередь, каждая из этих реакций может распадаться на множество последовательных стадий, имеющих различные единичные скорости. Скорость результирующего процесса и свойства данного травителя зависят от соотношения между указанными единичными скоростями. Когда наименьшей является единичная скорость взаимодействия кремния или германия с окислителем, травитель обладает ярко выраженными селективными свойствами и выявляет кристаллическую структуру обрабатываемого образца. [c.111]

Для обычной формы олова характерна структура, в которой каждый его атом имеет четырех соседей на расстояниях 3,02 А и еще двух на расстояниях 3,18 А. Для с в и н ц а — структура, в которой каждыц его атом имеет 12 равноотстоящих — на 3,50 А — соседей. В отличие от германия температуры плавления обоих этих металлов с повышением давления возрастают (у свинца при 30 тыс. ат приблизительно до 520 °С). Как видно из рис. Х-75, у олова при высоких давлениях возникает иная кристаллическая структура (объем которой составляет лишь 0,65 от обычной). Координаты тройной точки на рис. Х-75 лежат при 34 тыс. ат и 318 °С. [c.626]

Кристаллическая структура элементов В -подгруппы подчиняется правилу Юм-Розери, согласно которому координационное число фиксированного атома п = 8 — Ы, гд,е N — номер группы периодической системы, в которой находится данный элемент. Например, в кристаллическом иоде и броме (7-я группа) каждый атом имеет по одному ближайшему соседу, что соответствует молекулам Ь и Вгг. Эти молекулы связаны со своими соседями ван-дер-ваальсовыми силами, образуя молекулярные кристаллы. Селен и теллур (6-я группа) образуют кристаллическую структуру в виде спиральных цепочек с координационным числом 2. Атомы элементов пятой группы (Аз, 5Ь, В1) упаковываются в решетке с координационным числом 3 + 3. Углерод, кремний и германий (4-я группа) образуют типично ковалентные кристаллы с координационным числом 4. [c.168]

Нагревание расплава сопровождается перестройкой ближнего порядка в сторону более плотной структуры и металлизацией связей. Температурный интервал, в котором происходят эти изменения, зависит от прочности сил, обусловливающих рыхлую упаковку атомов в твердом состоянии. Он наибольший у алмаза, кремния и германия. Атомы этих элементов имеют внешнюю электронную конфигурацию П5 р . Их электроотрицательность настолько значительна, что при формировании кристаллических структур тенденция к образованию ковалентных связей путем спаривания электронов в состоянии гибридизации преобладает над стремлением к отделению электронов. Алмаз, кремний и германий образуют тетраэдрическую решетку, в которой каждый атом ковалентно связан с четырьмя ближайшрши соседями. [c.182]

Как видно из табл. 1, германиды соответствующих составов имеют однотипные кристаллические структуры. При переходе от системы церий — германий к системе неодим — германий кристаллическая структура моногерманида типа FeB меняется на структуру типа СгВ. В системе празеодим — германий в районе эквиатомного состава существуют два соединения со структурами типа FeB и СгВ. Германиды составов RaG a и RaQeg обладают дефектными кристаллическими решетками и полиморфны. [c.200]

Свойства. Свежеполученный GeO имеет желтый цвет, при кипячении в воде становится коричневым. Обычно содержит несколько процентов GeOj. Легко окисляется. Продукт, полученный при восстановлении СеОг германием, имеет кристаллическую структуру и диамагнитные свойства. Окисление на воздухе медленно начинается при 550°С. возг 730°С (Ю мм, рт. ст.). [c.801]

Один из основоположников геохимии. Основные научные работы посвящены физической химии природного минералогенезиса,. кристаллохимии и химии минералов, горных пород и земной коры. Сформулировал (1911) минералогическое правило фаз из п компонентов может совместно существовать не более п минералов. Вычислил (1914) кривую реакции образования волластонита из кальцита и кварца и применил физико-хи-мические представления к объяснению равновесных соотношений контактовых минералов. Вскрыл (1923—1927) важные соотношения между положением элементов в периодической системе и размерами их атомов и ионов. Установил законы образования различного типа кристаллических структур. Выдвинул (1923) основные положения теории геохимического распространения элементов. Разработал (1923—1924) геохимическую классификацию химических элементов. Особое внимание уделял изучению кристаллов оксидов редкоземельных элементов, а также зависимости твердости кристаллических веществ от их структуры. Исследовал (1929—1932) распространение редких элементов — германия (впервые обнаружил его в углях), скандия, галлия, бериллия и т. п. Будучи сторонником гипотезы об огненно-жидкой дифференциации Земли на геосферы, рассмотрел (1935—1937) ее в свете данных своих геохимических экспериментов о составе пород, метеоритов и оболочек Земли. Осуществлял научно-технические работы в области прикладной минералогии и химической технологии. Организовал производство алюминия из лаб-радоритовых пород Норвегии, калийных удобрений из биотитов. [c.146]

Известно, что электронная структура кристалла определяется не только его кристаллическо структурой или симметрией решетки, но и во многом лагатспт от индивидуальности птолтов. из которых построен кристалл. Если рассматривать, например, такие пзоструктурные и совпадающие по симметрии кристаллы, как кремний п германий, то легко видеть, что они существенно отличаются по электронной структуре (например, по положению миниму га в зоне проводимости или по порядку 5- и /э-уровней П-и Г15). В то же время с атомистической точки зрения единственное различие между этими кристаллами заключается в различии атомов, из которых они состоят. Этот факт приводит к задаче, которую можно сформулировать следующим образом [c.6]

При более детальном изучении кристаллических структур многочисленных соединений получены весьма убедительные доказательства того, что переходы от предельно гетерополярной к предельно томеополярной связи в кристаллических соединениях могут быть постепенными. Паулинг рассмотрел причины возникновения связей смешанного типа и пришел к выводу, что степень смешанности связей определяется поляризационными (деформационными) эффектами. Чем сильнее поляризация ионов в соединении, тем выше процентное количество ковалентной доли в ионных связях. Так, структурная связь в иодистом серебре должна быть почти полностью ковалентной. Поляризационные эффекты заметно изменяют физические свойства таких соединений. Точки плавления, окраска, электрбпроводность и растворимость в первую очередь определяются этими эффектами. Например, фтористое серебро легко растворяется в воде, тогда как иодистое серебро в ней нерастворимо. Типичные эффекты присутствия некоторой доли ковалентности в механизме связей с помощью вычисления электронной плотности определили Брилл, Герман и Петерс для структур окиси магния. Электронный фон для МдО больше, чем в других изученных кристаллах типа галоидных щелочей, а минимум плотности равен 0,15 элек-трон/А . Ионы Mg + несколько расширены, а ионы кислорода несколько более сжаты, чем это предполагается теоретически. Следовательно, в окиси магния имеется некоторое количество ковалентных связей. С помощью данных по поляризации Паулинг вычислил, степень ковалентности связей в кристаллических структурах и получил [c.17]

В. Гюльдшмидта, изоструктурна кварцу . Нерастворимая модификация двуокиси германия соответствует по своей кристаллической структуре рутилу. Эта модификация образуется в результате превращения тригональной модификации при температуре выше 375°С °. [c.226]

Полупроводник датжен иметь кристаллическую структуру без изъянов. Всевозможные дефекты кристаллизации смещения (дислокации) атомов, вакантные узлы в кристаллической решетке действуют отрицательно. Например, если в решетке германия на 10 правильно (в кристаллографическом смысле) расположенных атомов только один атом окажется смещенны.м, то это резко снижает качество [c.429]

Наиболее часто используемьш полупроводникам (германию или кремнию), которые кристаллизуются по типу алмаза, сопутствуют в качестве примесей элементы третьей или пятой групп периодической системы. Наличие в кристаллической структуре четырехвалентного элемента (Ое, 31) трехвалентных атомов (А1, 1п, Оа или В) приводит к вырыванию части электронов и нарушению ковалентных связей, соединяющих атомы четырехвалентного элемента (рис. 5.10,а). Эти электроны дополняют недостающий четвертый электрон трехвалентной примеси, так как координационное число всех атомов в кристаллических структурах кремния или германия равно 4. Трехвалентные примеси называются акцепторами — они принимают электроны, образуя дырки проводимости . Кроме дырок проводимости существует небольшое скопление свободных электронов, образованных тепловыми колебаниями атомов структуры. Дырки и свободные электроны движутся под действием [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология