Ионный полупроводник
Cтраница 1
 |
Зависимость электропроводности ряда твердых электролитов от температуры ( пунктир - электропроводность растворов 4 М H2SO4 и 8 М КОН. [1] |
Ионные полупроводники, как правило ( ноне всегда), имеют униполярную проводимость по ионам одного знака. Так, в соединениях AgBr, РЬС12 и др. число переноса катиона t близко к единице. [2]
Для ионных полупроводников и синус, и косинус имеют одинаковый сдвиг по фазе. [3]
 |
Схема, характеризующая механизм собственной проводимости полупроводника. [4] |
Известны также ионные полупроводники, в которых электрический ток обусловлен движением ионов. В электронных приборах ионные полупроводники не используются, так как перенос вещества приводит к изменению состава и структуры материала, вследствие чего изменяются его свойства. В электронных полупроводниках ток переносится электронами и дырками, и приборы на основе таких полупроводников очень стабильны. [5]
Экспериментальные данные о ионных полупроводниках показывают, что в оксидах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. Если полупроводник может обладать электропроводностью п - и / о-типов, как, например, PbS, то избыток серы по отношению к его стехнеметрическому составу или примесь кислорода вызывает у него дырочную электропроводность, и избыток металла - электронную. В полупроводниках с одним типом примесной электропроводности увеличение числа дырок в полупроводнике р-типа получается за счет избытка кислорода или серы, а увеличение числа электронов в полупроводнике п-типа - за счет уменьшения числа этих элементов. Из опыта известно, что выдержка Си2О ( дырочный полупроводник) в печи с кислородной средой ведет к увеличению проводимости, a ZnO ( электронный полупроводник) - к уменьшению ее. [6]
Экспериментальные данные об ионных полупроводниках показывают, что в окислах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. Если полупроводник может обладать электропроводностью п - и р-типов, как, например PbS, то избыток серы по отношению к стехиометрическому составу или примесь кислорода вызывают у него дырочную электропроводность, избыток металла - электронную электропроводность. В полупроводниках с одним типом электропроводности увеличение количества дырок в полупроводнике р-типа получается за счет избытка кислорода или серы, увеличение числа электронов в полупроводнике тг-типа - за счет уменьшения количества этих элементов. Из опыта известно, что выдержка СиаО ( дырочный полупроводник) в печи с кислородной атмосферой ведет к увеличению проводимости, a ZnO ( электронный полупроводник) - к уменьшению ее. [7]
Экспериментальные данные об ионных полупроводниках показывают, что в окислах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. Если полупроводник может обладать электропроводностью п - и р-типов, как например PbS, то избыток серы по отношению к стехиометрическому составу или примесь кислорода вызывает у него дырочную электропроводность, избыток металла - электронную электропроводность. В полупроводниках с одним типом примесной электропроводности увеличение количества дырок в полупроводнике р-типа получается за счет избытка кислорода или серы, увеличение числа электронов в полупроводнике л-типа - за счет уменьшения количества этих элементов. Из опыта известно, что выдержка Си2О ( дырочный полупроводник) в печи с кислородной атмосферой ведет к увеличению проводимости, a ZnO ( электронный полупроводник) - к уменьшению ее. [8]
Экспериментальные данные о ионных полупроводниках показывают, что в оксидах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. PbS, то избыток серы по отношению к его стехиометрическому составу или примесь кислорода вызывает у него дырочную электропроводность, и избыток металла - электронную. В полупроводниках с одним типом примесной электропроводности увеличение числа дырок в полупроводнике / - типа получается за счет избытка кислорода или серы, а увеличение числа электронов в полупроводнике и-типа - за счет уменьшения числа этих элементов. Из опыта известно, что выдержка Си2О ( дырочный полупроводник) в печи с кислородной средой ведет к увеличению проводимости, a ZnO ( электронный полупроводник) - к уменьшению ее. [9]
Что касается некоторых видов ионных полупроводников, то в этом случае отсутствует возможность выбора металла с достаточно малой ( или большой) работой выхода Фт для получения идеального омического контакта с полупроводником проводимости п - или р-типа. В этом случае можно выйти из положения, создавая квазиомические контакты на основе диодов с низким качеством барьера Шоттки, образующих потенциальные барьеры малой высоты, что обеспечивает протекание больших термоэмиссионных токов, либо имеющих небольшую толщину, при которой облегчается протекание процессов термоэлектронно-полевой эмиссии или прямого туннелирования носителей заряда. [11]
Среди соединений, являющихся ионными полупроводниками, можно выделить две основные группы: 1) сульфиды, селениды и теллуриды, 2) окислы. Ни в одну из этих групп не входят чисто ионные кристаллы ( см. гл. Из веществ первой группы с точки зрения полупроводниковых свойств наибольший интерес представляют следующие соединения свинца: PbS, PbSe и РЬТе, которые являются типичными полупроводниками и наиболее подробно исследованы. К другой группе веществ, которые интенсивно исследуются, относятся соединения CdS, CdSe и CdTe. Они являются фосфорами и поскольку обладают довольно широкой запрещенной зоной, то их едва ли можно отнести к разряду типичных полупроводников. Соединение Bi2Te3 благодаря возможности применения его для целей термоэлектрического охлаждения интенсивно исследуется. Существует еще ряд других полупроводников как бинарных, так и тройных и четверных, в которые в качестве составных элементов входят сера, селен и теллур. [12]
Из опытных данных о ионных полупроводниках можно заключить, что в окислах и сульфидах большей частью дело обстоит следующим образом. Если проводник может иметь оба знака проводимости, как например PbS, то стехиометрический избыток серы или примесь кислорода обеспечивает этому веществу дырочную проводимость, избыток металла - соответственно электронную проводимость. В полупроводниках с одним знаком примесной проводимости увеличение количества дырок в дырочном полупроводнике получается за счет избытка кислорода или серы; увеличение числа электронов в электронном полупроводнике можно получить, уменьшая количества этих элементов. Из опыта, например, хорошо известно, что, пребывание дырочной закиси меди ( Сн20) в атмосфере повышенной концентрации кислорода приводит к увеличению электропроводности, а такой же опыт с электронной окисью цинка ( ZnO) приводит к обратным результатам. [13]
В качестве введения в рассмотрение ионных полупроводников проследим за изменением структуры энергетических зон, начиная с гомеополярного полупроводника и двигаясь к кристаллам с возрастающей степенью ионности. Для этой цели в качестве отправной точки германий подходит больше, чем кремний. Таким образом мы получим следующий ряд с возрастающей степенью ионности: Ge, QaAs, ZnSe, CuBr. Полное число электронов во всех этих кристаллах одинаково ( они являются изоэлектронными), и структура энергетических зон у них одна и та же. Различие состоит в том, что у одного атома ( анион) заряд ядра увеличивается, а у другого ( катион) - уменьшается. [15]
Страницы: 1 2 3 4