лабший, але і ті й інші мають властивості напівпровідників, хоча й не настільки яскраво вираженими, як у попередніх групах.
Уявлення про В«середню чотиривалентністьВ» і В«АлмазоподібністьВ» напівпровідниках виявилося плідним для пошуку нових напівпровідників, наприклад типу A II B IV C 2 V (ZnSnP 2 , CdGeAs 2 тощо). Багато хто з алмазоподібних напівпровідників утворюють сплави, які також є напівпровідниками, наприклад Ge - Si, GaAs - GaP та ін
3) Елементи VI і V груп та їх аналоги. Елементи VI групи Te і Se як напівпровідники були відомі раніше, ніж Ge і Si, причому Se широко використовувався в випрямлячах електричного струму і фотоелементах . Елементи V групи As, Sb і Bi - напівметали , за властивостями близькі до напівпровідникам, а їх найближчі аналоги - сполуки типу A IV і B VI (PbS, PbTe, SnTe, GeTe і т.п.), що мають в середньому по 5 валентних електронів на атом, утворюють одну з найбільш важливих груп напівпровідників, відому в першу чергу застосуванням PbS, PbSe і PbTe в якості приймачів інфрачервоного випромінювання . Взагалі серед сполук елементів VI групи (O, S, Se, Te) з елементами I-V груп дуже багато напівпровідників. Більшість з них мало вивчені. Прикладом більш вивчених і практично використовуваних можуть служити Cu 2 O (Купроксние випрямлячі) і Bi 2 Te 3 (термоелементи) .
4) Сполуки елементів VI групи з перехідними або рідкоземельними металами (Ti, V, Mn, Fe, Ni, Sm, Eu і т.п.). У цих напівпровідниках переважає іонний зв'язок. Більшість з них володіє тією або іншою формою магнітного впорядкування (феромагнетики або антиферомагнетики) . Поєднання напівпровідникових і магнітних властивостей і їх взаємний вплив цікаво як з теоретичної точки зору, так і для багатьох практичних застосувань. Деякі з них (V 2 O 3 , Fe 3 O 4 , NiS, EuO тощо) можуть переходити з напівпровідникового стану в металеве, причому перетворення це відбувається дуже різко при зміні температури.
Органічні напівпровідники. Багато органічні сполуки також мають властивості напівпровідників. Їх електропровідність, як правило, мала (s ~ 10 -10 му -1 см -1 ) і сильно зростає під дією світла. Однак деякі органічні напівпровідники. (Кристали і полімери на основі сполук тетраціанхінодіметана TCNQ, комплекси на основі фталоцианина, перил, віолантрена тощо) мають при кімнатній температурі s , порівнянну з провідністю хороших неорганічних напівпровідників.
Для виготовлення напівпровідникових приладів використовують як монокристали, так і полікристалічні матеріали. Монокристали являють собою більш прості системи, з більш досконалим будовою, ніж полікристалічні матеріали. Вони найбільш глибоко вивчені, фізичні явища в них краще піддаються розрахунками, і вони забезпечують більшу надійність та ідентичність параметрів напівпровідникових приладів.
У механізмі електропровідності аморфних неорганічних і кристалічних органічних напівпровідників виявлено ряд особливостей. Інтерес до органічних напівпровідникам викликаний тим, що в деяких з них напівпровідникові властивості поєднуються з еластичністю, яка дозволяє виготовляти робочі елементи в вигляді гнучких стрічок і волокон.
В
1.3 Власна провідність напівпровідників
Власна провідність. Власна провідність виникає в результаті переходу електронів з верхніх рівнів валентної зони в зону провідності. При цьому в зоні провідності з'являється деяке число носіїв струму - електронів, що займають рівні ні поблизу дна зони; одночасно у валентній зоні звільняється така ж кількість місць на верхніх рівнях. Такі вільні від електронів місця на рівнях заповненої при абсолютному нулі валентної зони називають дірками.
Розподіл електронів по рівнях валентної зони і зони провідності визначається функцією Фермі. Обчислення показують, що рівень Фермі лежить точно посередині забороненої зони (рис.1). Отже, для електронів, які перейшли в зону провідності, величина W-W F мало відрізняється від половини ширини забороненої зони. Рівні зони провідності лежать на хвості кривої розподілу. Тому ймовірність їх заповнення електронами можна знаходити по формулою
(1.2.)
Кількість електронів, які перейшли в зону провідності, буде пропорційно ймовірності (1.2.). Ці електрони, а також утворилися в такому ж числі дірки, є носіями струму.
Оскільки, провідність пропорційна числу носіїв, вона також повинна бути пропорційна виразом (1.2). Отже, електропровідність напівпровідників швидко зростає з температурою, змінюючись за законом
(1.3)
де О”W-ширина забороненої зони.
Якщо на графіку відкладати залежність 1n Пѓ від 1/T,...
