Введення
Фізика напівпровідників має велике значення в сучасному світі. Дослідження провідності різних математиків почали проводитися в XIX столітті. Вивчення властивостей напівпровідників почалося, коли виникла потреба в нових джерелах енергії. На основі напівпровідників були створені нові прилади: термоелектрогенератори, сегнетоелектрічеськие і фотоелектричні прилади. Напівпровідники мають велику область застосування. Крім радіотехніки на основі напівпровідників розроблені фотоелементи, фотодіоди, інтегральні схеми. Це все призвело до появи нових ЕОМ і ПК.
Видно, що протягом XIX-XX століть, фізика напівпровідників розвивається, напівпровідники впроваджуються в розвиток радіотехніки та інші галузі. Ця тема актуальна на протягом двох століть. В даний час ця тема продовжує вивчатися. Зараз же вирішуються проблеми фізики напівпровідників, такі як: гетероструктури в напівпровідниках, квантові ями і точки, зарядові і спінові хвилі, мезоскопія, квантові явища в напівпровідникових системах, нанотрубки.
Ці проблеми обговорювалися 19 червня 2002 в ДАІШ на міжнародній конференції В«Темна матерія, темна енергія і гравітаційна лінзуванняВ» В.Л. Гінзбургом.
Метою мого реферату є - вивчити дослідження напівпровідників на протязі з XIX до теперішнього часу.
Завдання:
1. Показати внесок видатних діячів у вивчення властивостей напівпровідників і розкрити основний положення їхніх робіт.
2. Розкрити основні проблеми фізики напівпровідників в даний час.
3. Показати область застосування напівпровідників і їх розвиток
1. Поняття про напівпровідників
Напівпровідники як особливий клас речовин, були відомі ще з кінця XIX століття, тільки розвиток теорії твердого тіла дозволила зрозуміти їх особливість задовго до цього були виявлені:
1. ефект випрямлення струму на контакті метал-напівпровідник
2. фотопровідність
Властивості напівпровідників
Напівпровідники - широкий клас речовин, характеризується значеннями питомої електропровідності d, що лежить у діапазоні між питомою електропровідністю металів і хороших діелектриків, тобто ці речовини не можуть бути віднесені як до діелектриків (так як не є хорошими ізоляторами), так і до металів (не є хорошими провідниками електричного струму). До напівпровідників, наприклад, відносять такі речовини як германій, кремній, селен, телур, а також деякі оксиди, сульфіди і сплави металів.
Напівпровідники довгий час не залучали особливої уваги вчених та інженерів. Одним з перших почав систематичні дослідження фізичних властивостей напівпровідників видатний радянський фізик Абрам Федорович Іоффе. Він з'ясував що напівпровідники - особливий клас кристалів з багатьма чудовими властивостями:
1) З підвищенням температури питомий опір напівпровідників зменшується, на відміну від металів, у яких питомий опір з підвищенням температури збільшується. Причому як правило в широкому інтервалі температур зростання це відбувається експоненціонально.
Питомий опір напівпровідникових кристалів може також зменшаться при впливі світла або сильних електронних полів.
2) Властивість односторонньої провідності контакту двох напівпровідників. Саме ця властивість використовується при створенні різноманітних напівпровідникових приладів: діодів, транзисторів, тиристорів і ін
3) Контакти різних напівпровідників в певних умовах при освітленні або нагріванні є джерелами фото - е.. д. с. або, відповідно, термо - е. д. с.
Будова напівпровідників і принцип їх дії.
Як було вже сказано, напівпровідники являють собою особливий клас кристалів. Валентні електрони утворюють правильні ковалентні зв'язку, схематично представлені на рис. 1. Такий ідеальний напівпровідник абсолютно не проводить електричного струму (при відсутності освітлення та радіаційного опромінення).
Так само як і в непроводнікі електрони в напівпровідниках пов'язані з атомами, проте дана зв'язок дуже нетривка. При підвищенні температури
(T> 0 K), освітленні або опроміненні електронні зв'язку можуть розриватися, що призведе до відриву електрона від атома (рис. 2). Такий електрон є носієм струму. Чим вище температура напівпровідника, тим вище концентрація електронів провідності, отже, тим менше питомий опір. Таким чином, зменшення опору напівпровідників при нагріванні обумовлено збільшенням концентрації носіїв струму в ньому.
У відмінності від провідників носіями струму в напівпровідникових речовинах можуть бути не тільки електрони, а й В«діркиВ». При втраті електрона одним з атомів напівпровідника на його орбіті залишається порожнє місце - В«діркаВ» при впливі електричним поле на кристал В«діркаВ» як позитивний заряд переміщується у бік вектора E, що фактично відбувається завдяки розриву одних зв'язків і відновлення інших. В«ДіркуВ» умовно можна вважати часткою...
