ергія теплового руху навіть при звичайних температурах виявляється достатньою для того, щоб перевести електрон з донорного рівня в зону провідності. На цьому процесу відповідає відщеплення п'ятого валентного електрона від атома домішки. Захопленню вільного електрона атомом домішки відповідає на рис. 6 перехід електрона із зони провідності на один з донорних рівнів.
Рівень Фермі в напівпровіднику n-типу лежить між донорними рівнями і дном зони проводь мости, при невисоких температурах - Приблизно посередині між ними
На умовно зображена решітка кремнію з домішкою 3-валентних атомів бору. Трьох валентних електронів атома бору недостатньо для утворення зв'язків з усіма чотирма сусідами. Тому одна з зв'язків виявиться неукомплектовані і представлятиме собою місце, здатне захопити електрон. При переході на це місце електрона однієї з сусідніх пар виникне дірка, яка буде кочувати по кристалу. Поблизу атома домішки виникне надлишковий негативний заряд, але він буде пов'язаний з даним атомом і не може стати носієм струму. Таким чином, в напівпровіднику з 3-валентної домішкою виникають носії струму тільки одного виду - дірки. Провідність в цьому випадку називається доречний, а про напівпровіднику кажуть, що він належить до p-типу (від слова positiv - позитивний). Домішки, що викликають виникнення дірок, називаються акцепторними.
На схемі рівнів акцептору відповідає розташований у забороненій зоні недалеко від її дна локальний рівень. Утворенню дірки відповідає перехід електрона з валентної зони на акцепторні рівень. Зворотний перехід відповідає розриву однієї з чотирьох ковалентних зв'язків атома домішки з його сусідами і рекомбінації утворився при цьому електрона і дірки.
Рівень Фермі в напівпровіднику р-типу лежить між стелею валентної зони і акцепторними рівнями, при невисоких температурах - приблизно посеред не між ними.
З підвищенням температури концентрація домішкових носіїв струму швидко досягає насичення. Це означає, що практично звільняються всі донорні або заповнюються електронами всі акцепторні рівні. Разом з тим у міру зростання температури все більшою мірою починає позначатися власна провідність напівпровідника, обумовлена ​​переходом електронів безпосередньо з валентної зони в зону провідності. Таким чином, при високих температурах провідність напівпровідника буде складатися з примесной і власної провідності. При низьких температурах переважає домішкова, а при високих - власна провідність.
2 Органічні напівпровідники
2.1 Загальна характеристика групи органічних напівпровідників
Напівпровідники органічні , тверді органічні речовини, які мають (або набувають під впливом зовнішніх впливів) електронну або діркову провідності . Напівпровідники органічні характеризуються наявністю в молекулах системи сполучення . Носії струму в напівпровідниках органічних утворюються в результаті збудження p-електронів, делокалізованних за системою сполучених зв'язків. Енергія активації, необхідна для утворення носіїв струму в напівпровідниках органічних, знижується в міру збільшення числа сполучень в молекулі і в полімерах може бути порядку теплової енергії.
До напівпровідників органічних належать органічні барвники (наприклад, метиленовий блакитний, фталоціанін), ароматичні сполуки (нафталін, антрацен, віолантрен та ін), полімери з сполученими зв'язками, деякі природні пігменти (хлорофіл , b-каротин та ін), молекулярні комплекси з перенесенням заряду, а також іон-радикальні солі. Напівпровідники органічні існують в вигляді монокристалів, полікристалічних або аморфних порошків і плівок. Величини питомого опору r при кімнатній температурі в напівпровідників органічних лежать в діапазоні від 10 18 му Г— см (нафталін, антрацен) до 10 -2 му Г— см . Найбільш провідними напівпровідниками органічними є іон-радикальні солі, на основі аніон-радикала тетраціанхінодіметана. Вони виявляють електропровідність металевого характеру. В напівпровідників органічних з низькою електропровідністю спостерігається явище фотопровідності .
Напівпровідники органічні володіють особливостями, які визначаються молекулярним характером їх структури і слабким міжмолекулярним взаємодією:
1) поглинання світла викликає збудження молекул, яке може мігрувати по кристалу у вигляді екситонів ;
2) утворення носіїв струму під дією світла пов'язане з розпадом екситонів на поверхні кристала, дефектах його структури, домішках, при взаємодії екситонів один з одним, а також з автоіонізації високозбуджених молекул;
3) зони провідності вузькі (~ 0,1 ев ) , рухливість носіїв струму, як правило, мала (~ 1 см 2 /в Г— сек ) ;
4) поряд з зонним механізмом електропровідності здійснюється прижковий механізм. ...
