Cтраница 2
Теоретические вопросы концентрационной зависимости электропроводности неводных растворов менее изучены, чем для водных. Принципиальное отличие в данном случае заключается в том, что природа носителей тока в неводных растворах в настоящее время остается еще во многом предположительной. В то время как большинство солей в водных растворах - сильные электролиты, в неводных растворах большая часть электролита присутствует в незаряженной форме, а ионы могут существовать в различных формах - одиночные ионы различной степени сольватации и различные ионные ассоциаты: тройники и более высокополимерные образования. [16]
Измерения коэффициентов Холла и термоэлектродвижущей силы играют важную роль в изучении поверхностных свойств полупроводников. С помощью этих двух характеристик можно получить ценную информацию относительно природы носителей тока в полупроводниках. [17]
Зависимость эффекта Холла от концентрации будет значительной для таких жидкостей, в которых природа носителей тока изменяется в зависимости от состава. Кроме того, необходимо измерить эффект Холла жидких интерметаллических соединений, таких как теллуриды и селениды таллия, имеющих очень высокое удельное сопротивление. [18]
В нашей лаборатории проводится комплексное исследование ванадатов. Эта группа соединений предоставляет возможность исследовать влияние строения кристалла и сорта катиона на природу носителей тока, на состояние и положение в решетке примесных парамагнитных ионов и на тип компенсации заряда примеси. [19]
Так, металлы обладают негативной проводимостью - ток переносится электронами. В полупроводниках обнаруживают оба типа проводимости. Этот эффект в свое время казался удивительным, поскольку протекание тока по полупроводнику не связано ( как в электролитах) с перемещением ионов и вопрос о природе позитивных носителей тока некоторое время оставался открытым. [20]
Все вещества в зависимости от их электропроводности делятся на проводники, полупроводники и изоляторы. Вещества, имеющие электропроводность от 106 до 108 ом-1 м 1, называются проводниками, а вещества с электрической проводимостью от КГ8 до 10 - 18 ом-1 м 1 - изоляторами. Электропроводность полупроводников лежит в интервале между этими пределами. В зависимости от природы носителей тока проводники делятся на проводники первого рода и проводники второго рода. К проводникам первого рода относятся все металлы в твердом и расплавленном состояниях. К проводникам второго рода относятся некоторые расплавленные соли и растворы солей, кислот и оснований. Известны также проводники со смешанной проводимостью. Например, в растворах щелочных металлов в жидком аммиаке и в некоторых жидких металлических сплавах электрический ток переносится электронами и ионами. [21]
Второй важной особенностью полупроводников является то обстоятельство, что в ряде случаев эти тела могут обладать как позитивной ( р), так и негативной ( л) проводимостью. Так, металлы обладают негативной проводимостью - ток переносится электронами. В полупроводниках обнаруживают оба типа проводимости. Этот эффект в свое время казался удивительным, поскольку протекание тока по полупроводнику не связано ( как в электролитах) с перемещением ионов и вопрос о природе позитивных носителей тока некоторое время оставался открытым. [22]
Уже давно сложилось представление о том, что электрический ток, возникающий в твердом теле под действием внешнего электрического поля, представляет собой направленное перемещение заряженных частиц - носителей тока, налагающееся в виде дрейфа на то хаотическое движение, которое совершают эти частицы и в отсутствие внешнего поля. Этими заряженными частицами являются либо электроны, либо положительные или отрицательные ионы вещества. Возможны и наблюдаются случаи одновременного участия в токе всех этих типов носителей. Для интересующего нас технического использования полупроводников важно, что в электрическом токе могут участвовать раздельно либо электроны, либо ионы. Ионная, или, как ее часто называют, электролитическая, проводимость твердых тел связана с их постепенным химическим разрушением в процессе прохождения через них электрического тока. Это обстоятельство заставляет исключить из нашего рассмотрения вещества, в которых проводимость в сколько-нибудь заметной мере осуществляется перемещением ионов, ибо использование таких материалов не позволило бы удовлетворить основным требованиям, предъявляемым к полупроводниковым приборам, - - стабильности в работе и большого срока службы. Если электрический ток осуществляется только движением электронов, то, как показали многолетние опыты, химическое действие тока полностью отсутствует. Поэтому в настоящее время, когда говорят о полупроводниках, то имеют в виду твердые вещества, у которых ток осуществляется только движением электронов, хотя прежде, когда полупроводники были еще очень мало изучены, к ним относили вообще все тела с малой, но заметной электропроводностью, независимо от природы носителей тока. [23]
К настоящему времени синтезировано более сотни новых органических молекулярных полупроводников. Исследованные вещества по своей химической природе разделяются па несколько классов. По физическим свойствам они могут быть диэлс - Ki-риками, полупроводниками, металлами и даже низкотемпературными сверхпроводниками, могут иметь магнитоупорядочен-нос состояние. Однако большинство из них, по крайней мере при низких температурах, находится в диэлектрическом состоянии. Долгое время диэлектрическое состояние рассматривалось как досадная помеха на пути стабилизации сверхпроводимости, между тем детальные экспериментальные и теоретические исследования выявили его уникальные свойства, которые до сих нор остаются предметом интенсивного изучения. Почти универсальным свойством многих молекулярных полупроводников является наличие сверхструктур. Эти сверхструктуры приводят к образованию щели в плотности состояний на поверхности Ферми и обусловливают конечную энергию активации в спектрах одпоэлектронных - состояний и спиновых возбуждении. Для объяснения наблюдаемых свойств необходимо учитывать взаимодействие электронов с решеткой, которое в свою очередь приводит к сильной автолокализации электронов и дырок. И если молекулярные кристаллы типа антрацена или нафталина адекватно описываются с помощью зонной теории, то накопленные за последние годы экспериментальные и теоретические данные по органическим полимерам и комплексам с переносом заряда заставили пересмотреть природу носителей тока и спина, природу и концентрацию примесных центров в этих веществах. [24]