Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Что такое полупроводники и какие химические элементы к ним относятся?

ZET-PIT [80.9K] 4 года назад
3

В двух словах и не расскажешь...

Проще всего ответить на второй вопрос. Из чистых веществ к полупроводникам принадлежат углерод (в форме алмаза), кремний, германий и олово (в форме альфа-олова, устойчивого при температуре ниже -40 градусов).

Теперь к началу. Фишка в том, что полупроводники - это не просто "промежуточное значение электропроводности". Это прежде всего особая структура энергетических зон в кристалле и "подходящее" их заполнение электронами. Именно зонная структура и распределение электронов по уровням энергии и делает полупроводники полупроводниками, а не просто "промежуточным значением".

Значит, как там всё получается: монокристалл (а все "классические полупроводники" - это монокристаллы) - это регулярное, периодическое расположение атомов в пространстве. Что, в свою очередь, создаёт регулярное пространственно распределение энергии, которую может иметь свободный носитель. Поэтому если решить уравнени Шрёдингера, основное уравнение квантовой механики, для вот такого распределения потенциальной энергии, то окажется, что у носителя есть интервалы значений энергии, который он может иметь, и есть интервал значений энергии, которые он иметь не может (запрещённая зона).

И особенность полупроводников в том, что их "родные" носители целиком заполняют одну из разрешённых зон, но их нет в следующей разрешённой зоне. Именно у элементов IV группы периодической системы и получается такое распределение носителей по энергиям. И именно при таком распределении любые примеси, которые попадают в полупроводникровый кристалл, создают разрешённые уровни в запрещённой зоне (примесь - это НАРУШЕНИЕ однородности и периодичности кристаллической решётки, поэтому из-за таких нарушений и получаются разрешённые состояния в запрещённой зоне).

Так что вся игра, все "полезные" свойства полупроводников создаются как раз тем, что а) примеси создают в чистом полупроводнике разрешённые энергетические уровни внутри запрещённой зоны, и б) положением этих уровней можно управлять, подбирая тип примеси и её концентрацию.

= = = = = = = =

Вот и всё. А объяснение про "промежуточные значения" - это детский лепет. У железных опилок, смешанных с постным маслом, тоже промежуточное значение, но это не делает такую смесь полупроводником.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
PavelR [7.2K]
Прекрасный и полный ответ. Хорошо было бы еще добавить рисунок всех зон в полупроводнике.  4 года назад
Грустный Роджер [195K]
Дык а чё тут добавлять... Валентная зона (заполненная носителями) - запрещённая зона (интервал значений энергии, которые носители иметь не могут) - зона проводимости (интервал значений энергии, которые носители могут иметь, просто в собственном полупроводнике нет столько носителей, чтоб ещё и туда хватило...). Итого три зоны.  4 года назад
PavelR [7.2K]
Интересный факт. В советское время я написал в одной газете популярно о полупроводниках. Там у меня были слова: Зона проводимости, запрещенная зона и валентная зона. Но была и цензура. Когда вышла газета, слова запрещенная зона исчезли из моей статьи.  4 года назад
Грустный Роджер [195K]
Боюсь, что скоро это опять перестанет всприниматься как курьёз...  4 года назад
комментировать
-1

полупроводники - это вещества, электропроводность которых при комнатной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью металлов и диэлектриков. Характерная особенность полупроводников-возрастание электропроводности с ростом температуры. К полупроводникам относится большая группа веществ Si, Ge.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID