Міністерство освіти
Установа освіти «Білоруський державний університет інформатики та радіоелектроніки»
Факультет заочного навчання
Спеціальність ЕіОП
Контрольна робота № 1
з дисципліни «Виробничі технології»
Варіант № 39
Студента гр.101502
Макась М. ??А.
Мінськ +2014
Варіант 39
1. Елементарні напівпровідники (германій, кремній і ін.). Властивості, отримання, застосування. Епітаксіальні структури кремнію
2. Електрофізичну обробка (електроерозійна, лазерна, електронно-променева, плазмова).
. Завдання №48. Плівковий конденсатор, діелектрик якого має? =3 втрачає за 30 хвилин половину повідомленого йому заряду. Вважаючи, що витік відбувається тільки через плівку діелектрика, визначте його питомий опір
напівпровідник германій електрофізичну обробка
1. Елементарні напівпровідники (германій, кремній і ін.). Властивості, отримання, застосування. Епітаксіальні структури кремнію
Напівпровідники представляють особливий клас речовин, які за питомою опору займають проміжне положення між металами і діелектриками. Вони володіють специфічними властивостями: при підвищенні температури збільшують електропровідність; при температурі, близькій до абсолютного нуля, перетворюються на діелектрики; їх властивості чутливі до наявності домішок та іонізуючих випромінювань. Умовно напівпровідникові матеріали ділять на елементарні і складні.
Найбільш повно вивчені і застосовуються в напівпровідниковій техніці германій і кремній - кристалічні речовини з гратами типу алмазу. Хімічний зв'язок - ковалентний, має місце sp3-гібридизація. Кожен атом Si (Ge) володіє чотирма валентними електронами і утворює з сусідніми атомами чотирьох рівноцінні валентні зв'язки, які розташовані у вигляді тетраедра.
Основні властивості германію та кремнію
СвойстваГерманійКремнійПеріод решітки, нм0,5660,542Плотность при 20 ° С, Мг/м35,32,3Температурний коефіцієнт лінійного розширення, K-l6? 10-34,2? 10-5Удельная теплопровідність Вт/(м? К) 5580Удельная теплоємність (0 - 100 ° С), Дж/(кг? К) 333710Температура плавлення ° С9361414Собственное питомий опір при 20 ° С, Ом? м0,472? 103Собственная концентрація носіїв заряду, м - 32,5? 10191016Шіріна забороненої зони, еВ: при 0 К0,7461,165прі 300 К0,6651,12Подвіжность електронів, м2/(В? с) 0,390,14Подвіжность дірок, м2/(В? с) 0,190,05Работа виходу електронів, еВ4,84,3Діелектріческая проніцаемость1612,5
Німеччин - тверда речовина з металевим блиском, що має сіро-білий колір. Хоча колір германію - це поняття досить відносне, тут все залежить від обробки поверхні матеріалу. Іноді він може бути сірим як сталь, іноді сріблястим, а іноді й зовсім чорним. Зовні германій досить близький до кремнію. Дані елементи не тільки схожі між собою, але і володіють багато в чому однаковими напівпровідниковими властивостями. Істотним їх відмінністю є той факт, що германій більш ніж у два рази важчий кремнію.
Зміст германію в земній корі невелике, близько 7 10-4%. В результаті хімічної переробки вихідної сировини утворюється тетрахлорид германію, який шляхом подальших операцій переводять у диоксид германію (GeO2) - порошок білого кольору. Діоксид германію відновлюється у водневій печі при температурі 650-700? С до елементарного германію, що представляє собою сірий порошок. У деяких випадках порошок германію отримують безпосередньо з GeCl4 шляхом розкладання цього з'єднання при високій температурі в атмосфері парів цинку. Порошок германію піддають травленню в суміші кислот і сплавляють в злитки. Злитки германію використовують в якості вихідного матеріалу для отримання особливо чистого германію методом зонної плавки або ж для безпосереднього отримання монокристалів методом витягування з розплаву (метод Чохральського).
Метод отримання германію з мінералу, який використовував Вінклер, досить близький до одного з сучасних промислових методів виділення 32-го елемента. Спочатку германій, який містився в аргароднте, перевели в двоокис. Потім отриманий білий порошок нагрівався до температури 600-700 ° C у водневій атмосфері. При цьому реакція виявилася очевидною: GeO2 + 2H2? Ge + 2H2О.
При переробці сульфіду германію отримують оксид GeО2, за допомогою водню його відновлюють до отримання вільного германію.
У промисловому виробництві германій добувається в основн...
