Відмінність напівпровідників від металів і діелектриків - довідник хіміка 21

Найважливіша відмінність металів від напівпровідників і діелектриків. Електронна і діркова провідність. [C.231]

Інакше кажучи, напівпровідники і діелектрики відрізняються від металів тим, що валентна зона у них заповнена електронами. а найближча вільна зона (зона провідності) відокремлена від валентної зоною заборонених станів. При цьому ширина забороненої зони у напівпровідників від десятих часток до 3 еВ, а у діелектриків від 3 до 5 еВ (рис, 72). [C.265]

З позицій зонної теорії. відміну металів від напівпровідників і діелектриків в разі повністю заповненою валентною [c.49]

Пояснення електропровідності металів, напівпровідників і діелектриків дається на основі квантової теорії будови кристалічних тіл - так званої зонної теорії. Розглянемо деякі загальні положення цієї теорії. Перехід атомних парів в кристалічна речовина можна розглядати як хімічну реакцію. так як оптичні, термодинамічні, електрофізичні та інші властивості твердих тіл відрізняються від властивостей газів. Важливо відзначити, що атомні спектри газів мають лінійчатий будова, а спектри твердих тіл мають суцільний характер або смугасту, дуже складну структуру. Уже при взаємодії двох однакових атомів дискретні атомні енергетичні рівні розщеплюються і перетворюються в смуги. Тим більше розщеплення рівнів відбувається, коли велика кількість N атомів, наприклад літію, зближується з далеких відстаней до відстаней, на яких вони знаходяться в кристалічній решітці. На рис. 70, а це відстань між ядрами позначено на осі абсцис буквою о- По осі ординат відкладена енергія. Перебуваючи на великих відстанях. атоми не взаємодіють один з одним, і діаграма рівнів буде така ж, як і для ізольованого атома літію (1 25). При зближенні атомів почнеться взаємодія між ними, перш за все у кожного з них стане розщеплюватися рівень валентних електронів (2х). Рівень 2з) розщеплюється в систему дуже близько розташованих N рівнів, утворюючи цілу смугу (зону) рівнів. Більш глибокі рівні при утворенні кристала виявляються зовсім не розщепленими або тільки незначно розщепленими. [C.233]

У загальному випадку величина а Т. т. Залежить від механізму розсіювання носіїв заряду, до-рої може відбуватися на теплових коливаннях атомів (іонів), нейтральних і заряджених власної. і домішкових точкових дефектах. лінійних, поверхневих і об'ємних дефектах кристалічної. решітки. У разі металів а має електронну природу і підкоряється закону Ома. Для металів характерно зменшення а з т-рою. На відміну від металів у напівпровідників з підвищенням т-ри а збільшується внаслідок значить, зростання концентрації своб. носіїв заряду. У діелектриках осн. носії заряду-іони. внаслідок чого а супроводжується перенесенням в-ва. Електронна провідність діелектриків виникає лише при високих електричні. напружених, близьких до пороговим і відповідних пробою. Як і в напівпровідниках, про зростає з підвищенням т-ри. [C.502]

На відміну від металів, у напівпровідників всі рівні у валентній зоні цілком заповнені і електропровідність може здійснюватися лише при переході електронів в збуджену зону (зону провідності). Для переходу електронів з енергетичних рівнів валентної зони в зону провідності повинна бути подолана заборонена зона, ширина якої може бути різною. Заборонена зона може бути настільки широка, що при кімнатних температурах прикладена ззовні теплова енергія або, наприклад, енергія освітлення виявиться недостатньою для переходу електронів в зону провідності в кількостях, що забезпечують електропровідність речовини в зазначених вище межах. Такі тверді тіла є діелектриками до них зазвичай відносять речовини, у яких ширина забороненої зони перевищує 2 ев. [C.62]

Всі речовини по електропровідності можна розділити на три класи метали. напівпровідники, ізолятори (діелектрики). Питома електропровідність у металів 6,3-10 -i- 4-10 сім м, у напівпровідників 10 10 СПМ м, у діелектриків 10 -i - i- 10 сім м. Таким чином. до напівпровідників відносять речовини, електропровідність яких відрізняється між собою на багато порядків. [C.265]

Виникнення електрохімії напівпровідників як нової глави теоретичної електрохімії обумовлено двома основними причинами. По-перше, багато електрохімічні процеси. протікають на межі електрод - електроліт, відбуваються фактично на поверхні, яка має напівпровідниковими властивостями. з усіма особливостями, притаманними такого роду матеріалів. Провідність цих поверхневих шарів - окислів металів. їх гідридів, інтерметалевих з'єднань і т. п по своїй величині лежить між провідністю металів і діелектриків. Вона чутлива до впровадження в основний шар слідів домішок і на противагу металів збільшується з температурою. Проходження струму через напівпровідники в загальному випадку здійснюється електронами (п-провідність) або дірками, т. Е. Вакансіями, що залишилися після відходу електронів в іншу енергетичну зону (р-провідність). На відміну від металів, в напівпровідниках поблизу їх поверхні розділу з іншими фазами є широка область об'ємного заряду. що значно ускладнює картину подвійного електричного шару. З'ясування кінетики багатьох електрохімічних реакцій (процеси в хімічних джерелах струму. Анодне розчинення металів і т. П.) Стає тому неможливим без розробки електрохімії напівпровідників. По-друге, в самій технології отримання напівпровідникових матеріалів, що йдуть на виготовлення радіотехнічних приладів, сонячних батарей і т. П. Важливу роль відіграють процеси, які є за своєю природою електрохімічними. До них відносяться, наприклад, анодное і звичайне травлення напівпровідників. осадження тонких шарів металу на поверхню напівпровідників і ін. [c.491]

Всі тверді речовини по їх електричної провідності можна розділити на три типи провідники. діелектрики і напівпровідники. Метали проводять електричний струм дуже добре, діелектрики - дуже погано. Діелектриками можуть бути ковалентні речовини. що складаються з невеликих молекул. наприклад, трііодід фосфору, для яких енергія. необхідна для відриву електрона від однієї молекули і передачі його іншій, дуже велика для практичних цілей. Діелектриками є майже все іонні кристали. а також тверді речовини з безперервною ковалентного гратами. такі, як кварц або алмаз (але на відміну від алмаза графіт - провідник). [C.140]

У гл. 1 ми якісно розглянули природу сил, що зв'язують атоми і іони в твердих тілах. проте багато фізичні та хімічні властивості твердих тіл можна зрозуміти тільки після більш глибокого вивчення електронної будови і природи сил зв'язку в твердому тілі. Одна з головних завдань будь-якої теорії твердого тіла полягає в тому, щоб пояснити, чому тверді тіла можуть належати настільки різним за властивостями класів. як діелектрики і метали (які по електропровідності можуть відрізнятися в 10 разів). У перших теоріях твердого тіла розглядалася модель вільного електрона. згідно з якою валентні електрони можуть вільно рухатися по всьому об'єму твердого тіла. У цій моделі були певні переваги, але і суттєві недоліки, і серед них відсутність задовільного пояснення факту існування діелектриків і напівпровідників, властивості яких вдалося пояснити лише пізніше з позицій квантової теорії. Ми почнемо з короткого знайомства з природою сил зв'язку в молекулах, а потім перейдемо до твердого тіла. [C.30]

Існують три принципові структури транзисторів на гарячих електронах. Вони відрізняються в структурі емітера і механізмі інжекції гарячих електронів в метал бази. Це тунельно-емісійний транзистор, транзистор на емісії, обмеженою просторовим зарядом. і транзистор з емітером Шотткі. У нервом випадку електрони инжектируются в металеву базу через тонкий шар ізолятора. У другому випадку гарячі електрони инжектируются в діелектрик і потім в метал бази. Потік електронів в цьому випадку визначається просторовим зарядом, що утворюється в діелектрику у інжектується контакту. У третьому випадку гарячі електрони инжектируются в металеву базу випрямляючим контактом метал - напівпровідник. [C.72]

У поглинаючих середовищ коефіцієнт поглинання k істотно відрізняється від нуля, і в формулах (XII.1) показник заломлення стає комплексним [см. формулу (1.7)]. У видимій області спектра величина k коливається у діелектриків і напівпровідників в межах 10 -i-l, а у металів-14-10. Вирази для коефіцієнтів відбиття сильно ускладнюються і набувають вигляду [c.217]

У діелектриків концентрація електронів провідності при кімнатній температурі на багато порядків нижче, ніж у металів. І хоча з температурою концентрація. а з нею і електропровідність, швидко зростає, абсолютні значення останньої в області помірно високих температур ще дуже малі. Діелектрики швидше придатні в цих інтервалах температур до ролі пасивних елементів схем на відміну від напівпровідників, з яких створюються активні елементи. [C.13]

Не вдаючись в подробиці будови зон, підкреслимо, що напівпровідники і діелектрики відрізняються від металів тим, що валентна зона у них при Т 0 ° К завжди повністю заповнена електронами. а бліжайітя вільна зона (зона провідності) відокремлена від валентної зоною заборонених станів Ширина забороненої зони АБ у напівпровідників - від десятих часток електрон -вольт до 3 ев (умовно), а у діелектриків - від 3 до 5 ев (умовно) Якщо між напівпровідниками і діелектриками є тільки кількісне відмінність. то відмінність їх від металів якісне. Щоб проходив струм в металі, не потрібно ніякого іншого впливу. крім накладання електричного поля. так як валентна зона в металі не заповнена або перекривається із зоною провідності (рис. 71, а). [C.235]

Дискретним рівням атома в твердому тілі відповідає завжди дискретна система дозволених зон, розділених забороненими зонами. Якщо електрони утворюють в атомах або моле1 Дивитися сторінки де згадується термін Відмінність напівпровідників від металів і діелектриків. [C.472] [c.472] [c.158] [c.418] [c.237] [c.237] [c.104] [c.591] Дивитися глави в: