Залежність властивостей провідників від зовнішніх умов

Застосування провідникових матеріалів в медицині

Інтерес до оптичних властивостей напівпровідників зріс у зв'язку з відкриттям вимушеного випромінювання в напівпровідниках, що призвело до створення напівпровідникових лазерів спочатку на p - n - переході, а потім на гетеропереходів.

Останнім часом більшого поширення набули прилади, засновані на дії напівпровідників. Ці речовини стали вивчати порівняно недавно, проте без них уже не може обійтися ні сучасна електроніка, ні медицина, ні багато інших наук.

Під дією зовнішніх факторів деякі валентні електрони атомів здобувають енергію, достатню для звільнення від ковалентних зв'язків.

Вихід з ковалентного зв'язку електрона на енергетичній діаграмі відповідає переходу з валентної зони в зону провідності. При звільненні електрона з ковалентного зв'язку в останній виникає як би вільне місце, що володіє елементарним позитивним зарядом, рівним по абсолютній величині заряду електрона. Таке, що звільнилося в електронному зв'язку місце умовне назвали діркою, а процес утвору пари одержав назву генерація зарядів. Дірка, володіючи позитивним зарядом, приєднує до себе електрон сусіднього заповненого ковалентного зв'язку. У результаті цього відновлюється один зв'язок (цей процес називається рекомбінацією) і руйнується сусідній. Тоді можна говорити про переміщення позитивного заряду - дірки по кристалу. Якщо на кристал діє електричне поле, рух електронів і дірок стає впорядкованим і в кристалі виникає електричний струм. При цьому діркову провідність називають провідністю р- типу (positive - позитивний), а електронну провідністю n- типу (negative - негативний).

У хімічно чистому кристалі напівпровідника (число домішок 10¹⁶м^-3), число дірок завжди дорівнює числу вільних електронів і електричний струм у ньому утворюється в результаті одночасного переносу заряду обох знаків. Така електронно-діркова провідність називається власною провідністю напівпровідника.

j = j _n + j _p

j - щільність струму електронів (n) і дірок (р).

У власному напівпровіднику рівень Ферми перебуває в середині забороненої зони. Тому що енергія активації, рівна ширині забороненої зони йде на перевід електрона з верхнього рівня валентної зони на нижній рівень зони провідності й одночасно на появу дірки у валентній зоні. Т.т. енергія, витрачена на створення пари носіїв струму ділиться на дві рівні частини, і в такий спосіб початок відліку для кожного із цих процесів (перехід електрона та народження дірки) повинен перебувати в середині забороненої зони.

Кількість електронів, що перейшла у зону провідності й кількість дірок, що утворилася. таким чином, питома провідність власних напівпровідників

Тобто зі збільшенням Т γ збільшується, тому що з погляду зонної теорії зростає число

Дата добавления: 2015-05-07