Концентрація носіїв заряду в акцепторному напівпровіднику та її температурна залежність

Нижча категорія

Середня категорія

Вища категорія

Сингонії, параметри сингоній

Білет 3

Синго́нія — група видів симетрії, що мають один або кілька однакових елементів симетрії та мають однакове розташування кристалографічних осей. Видом симетрії називають повну сукупність елементів симетрії кристала. У кристалографії налічують 32 класи симетрії, які згруповані у 7 сингоній. Групування базується на існуванні у кристалі певного мінералу осей симетрії — прямих, при обертанні навколо яких правильно повторюються однакові елементи обмеження та інші властивості кристалу.

· Кубічна

· найбільш симетричні кристали

· присутня більш ніж одна вісь симетрії вищого порядку (L₃ або L₄)

· обов'язкова присутність чотирьох осей третього порядку і, окрім того, або три взаємноперпендикулярні осі четвертого порядку, або три осі другого

· максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою 3L₄4L₃6L₂9PC

· приклади - кам'яна сіль (галіт), пірит, галеніт, флюорит тощо.

• Гексагональна
• одна вісь симетрії шостого порядку (L₆)
• максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою L₆6L₂7PC
• приклади - апатит, нефелін, берил тощо
• Тетрагональна
• одна вісь симетрії четвертого порядку (L₄)
• максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою L₄4L₂5PC
• приклади - каситерит (олов'яний камінь), халькопірит (мідний колчедан), циркон тощо
• Тригональна
• одна вісь симетрії третього порядку (L₃)
• максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою L₃3L₂3PC
• приклади - кварц, кальцит, гематит, корунд тощо

· Ромбічна

· кілька осей другого порядку (L₆) або кілька площин симетрії (Р)

· максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою 3L₂3PC

· приклади - барит, топаз, марказит, антимоніт тощо

· Моноклінна

· одна вісь симетрії другого порядку (L₂) або одна площина симетрії (Р)

· максимальна кількість елементів симетрії може бути виражена формулою L₂PC

· приклади - ортоклаз, слюда, гіпс, піроксени тощо

· Триклінна

· найнесиметричніші кристали, які мають тільки центр симетрії (С)

· приклади - плагіоклази, дистен, мідний купорос тощо

Можна стверджувати при Т прямуючому до 0 К рівень Фермі буде строго по середині забороненої зони.

З підвищенням температури рівень Фермі буде зміщуватися до тієї зони де менша густина енергетичних станів.

Оскільки ефективна маса електрона і дірки може бути однакова то вище викладені міркування є справедливі для вузько зонних напівпровідників тобто менше 1. Власний напівпровідник будемо позначати або

(ф26)

Рівноважна концентрація носіїв струму в напівпровіднику визначається двома параметрами температури.

У реальних напівпровідниках

(ф27)

для прикладу можна взяти кремній при кімнатній температурі Т=1000 градусів і порівняємо його. При кімнатній температурі в менша на 11 порядків.

Маючи значення концентрації носіїв заряду можна визначити експерементально і розрахунково ширину забороненої зони. Даний метод визначення забороненої зони є придатний для широкозонних напівпровідників.

Якщо ми маємо класичний напівпровідник, які є чотирьох валентні і в гратці сформовані ковалентним зв’язком всі чотири електрони є локалізовані між атомами. Це означає що вони зв’язані. Для того щоб розірвати зв’язок кремнію потрібно затратити енергію 2.1еВ це те саме що 46,12ккал/г*моль. За допомогою вільних електронів відбувається струмо перенесення. В таких кристалах існує сильна температурна залежність.

(ф2)

Для цих матеріалів є сильна залежність при Т=0К з підвищенням температури концентрація носіїв заряду різко зростає. Германій при кімнатній температурі:

(ф3)

Якщо знизу є буква і то це власний напівпровідник.

Цікавішим є Фосфід Галію

(ф4)

концентрація носіїв заряду на 10 порядків менша.

Це означає що поділ твердих тіл діелектриків, напівпровідників та металів розмежовується електропровідністю. У металах електропровідність

(ф5)

набагато вища ніж в інших класах твердих тіл.

Напівпровідниках чим нижча температура ним нижча питома електропровідність. У металах на оборот що зумовлено різними розсіюваннями носіїв заряду.

Дата добавления: 2015-05-08