Ohatra ny Semiconductors. Types, fananana, azo ampiharina fangatahana

Ny tena malaza dia ny Semiconductor silisiôma (Si). Fa afa-tsy aminy, misy maro hafa koa. Ohatra tsy voajanahary, toy izany Semiconductor fitaovana toy ny blende (ZnS), cuprite (Cu ₂ O), Galena (PBS) sy ny maro hafa. Ny fianakavian'ny Semiconductors, anisan'izany ny Semiconductors voaomana amin'ny laboratoara, dia mampiseho iray amin'ireo kilasy samy hafa indrindra ny fitaovana fantatry ny olona.

Characterization ny Semiconductors

Ary tamin'ny 104 singa ao amin'ny tabilao dia metaly 79, 25 - nonmetals izay ny 13 simika singa manana fananana semiconducting sy 12 - dielectric. Main Semiconductor mampiavaka dia mifototra amin fa ny conductivity mitombo be amin'ny fitomboan'ny hafanan'ny. Amin'ny hafanana ambany, dia mitondra tena toy ny insulators, ary avo - toy ny mpitarika ny. Ireo Semiconductors no mitovy amin'ny metaly: vy fanoherana proportionally dia mampitombo ny fitomboan'ny mari-pana.

Fahasamihafana iray hafa avy amin'ny Semiconductor metaly dia ny fanoherana ny Semiconductor mihena eo ambany fitarihan'ny ny mazava, raha mbola any am-parany ny metaly dia tsy voakasik'izany. Koa ny conductivity ny Semiconductors miovaova, rehefa tsy ampy taona itantanana ny habetsaky ny fahalotoana.

Semiconductors hita eo simika hafa Kamban-teny amin'ny rafitra kristaly. Mety ho zavatra toy ny silisiôma sy sélénium, na avo roa heny Kamban-teny toy ny gallium arsenide. Maro organika Kamban-teny, toy ny polyacetylene, (CH) _N, - Semiconductor fitaovana. Semiconductors sasany maneho andriamby (Cd _1-X Mn _X Te) na ferroelectric fananana (SbSI). Alloying hafa amin'ny ampy lasa superconductors (GeTe sy SrTiO _3). Maro amin'ireo vao hita avo-manana hafanana superconductors metaly semiconducting dingana. Ohatra, La ₂ CuO ₄ dia Semiconductor, fa ny fananganana ny firaka amin'ny Sr lasa sverhrovodnikom (La _1-X Sr _{x) 2} CuO _4.

Fizika boky fianarana manome famaritana ny Semiconductor fitaovana miaraka amin'ny herinaratra resistivity ny amin'ny 10 ^-4 ny 10 ⁷ ohms · m. Angamba ny hafa famaritana. Ny sakan'ny voarara-kibo momba ny Semiconductor - from 0 ny 3 Ev. Metaly sy ny semimetals - ara-nofo amin'ny aotra angovo hantsana, sy ny fananana izay tsy mihoatra W Ev antsoina hoe insulators. Misy maningana. Ohatra, ny Semiconductor diamondra manana malalaka faritra voarara 6 Ev, ny semi-miaro GaAs - 1,5 Ev. Gan, ara-nofo ho an'ny optoelectronic ny hevitra ao amin'ny faritra manga, manana voarara tarika sakan'ny 3,5 Ev.

ny angovo hantsana

Valence orbitals ny ataoma ao amin'ny krystaly makarakara dia nizara ho vondrona roa ny angovo ambaratonga - maimaim-poana faritra, toerana amin'ny mpitondra ambony, ary mamaritra ny herinaratra conductivity ny Semiconductors, sy ny tarika Valence, ambany. Ireo ambaratonga, arakaraka ny symmetry ny krystaly makarakara rafitra sy ny ataoma afaka intersect na ho fizarany avy amin'ny hafa. Any am-parany tranga misy angovo banga, na amin'ny teny hafa, eo amin'ny faritra voarara tarika.

Ny toerana sy ny famenoana haavon'ny dia tapa-kevitra ny conductive fananana ny fitaovana. Araka ny fananany endri-javatra ity ny mpitarika ny mizarazara, insulators, ary Semiconductors. Ny sakan'ny voarara-kibo momba ny Semiconductor miovaova 0.01-3 Ev, ny angovo banga ny dielectric noho 3 Ev. Metaly noho ny hifanindry ny angovo dia tsy banga ambaratonga.

Semiconductors sy insulators, mifanohitra amin'ny metaly, dia feno ny elektrôna Valence miaramila iray toko sy ny faritra akaiky indrindra maimaim-poana, na ny conduction tarika, ny angovo Valence dia mimanda afaka tamin'ny fahatapahan'ny - ampahany voarara hery ny elektrôna.

Ao amin'ny dielectrics mafana angovo na herinaratra tsinontsinona saha Tsy ampy ny manao ny mitsambikina amin'ny alalan'ny hantsana io, ny elektrôna dia tsy manaiky ny conduction tarika. Izy ireo dia tsy afaka nihetsika tao amin'ny makarakara krystaly ary ho tonga mpitondra ny herinaratra.

Mba energize ny herinaratra conductivity, ny elektronika tao amin'ny ambaratonga Valence dia tokony homena ny angovo, izay mety ho ampy handresy ny angovo banga. Raha tsy ny habetsaky ny angovo hisakana ny fiasan'ireny tsy kely noho ny vidin'ny angovo banga, dia handalo amin'ny Valence elektronika anivon'ny eo amin'ny sehatra conduction.

Raha izay no mitranga, raha ny sakan'ny ny angovo hantsana mihoatra 4 Ev, conductivity Semiconductor excitation irradiation na ny fanafanana dia saika azo atao - ny excitation angovo ny elektrôna amin'ny mpandrendrika mari-pana dia tsy ampy ny hitsambikina ny banga amin'ny alalan'ny angovo ny faritra. Rehefa tezitra, ny krystaly mampiempo teo anoloan'ny conductivity elektronika. Ahitana zavatra toy izany quartz (De = 5,2 Ev), diamondra (De = 5,1 Ev), maro ny sira.

Extrinsic sy anaty conductivity Semiconductor

Net Semiconductor manana anaty conductivity kristaly. Toy izany Semiconductors iombonana amin'ny anarana. Anaty Semiconductor misy mitovy isa ny lavaka sy ny afaka elektrôna. Rehefa vainafo anaty conductivity ny Semiconductors mitombo. Amin'ny mari-pana tsy tapaka, misy toe-javatra mavitrika equilibrium habetsaky ny Niteraka elektronika-lavaka tsiroaroa sy ny isan'ny elektrôna sy ny lavaka recombining, izay miova eo ambanin'ny toe-javatra ireo.

Ny fisian'ny loto fiantraikany be ny herinaratra conductivity ny Semiconductors. Nanampy azy ireo tena mamela fampitomboana ny isan'ny elektrôna maimaim-poana amin'ny vitsivitsy lavaka ary hampitombo ny isan'ny lavaka tamin'ny vitsy ny elektrôna ao amin'ny conduction haavon'ny. Fahalotoana Semiconductors - ny mpitarika ny manana ny fahalotoana conductivity.

Loto dia mora hanome elektrôna dia antsoina hoe mpanome. Mpamatsy vola loto mety ho singa simika amin'ny ataoma, ny Valence haavon'ny izay mirakitra elektrôna kokoa noho ny ataoma ny fitaovana fototra. Ohatra, phosphore sy bismuth - ny silisiôma mpamatsy loto.

Ny angovo ilaina amin'ny nitsambikina iray conduction elektronika tao amin'ny faritra, dia antsoina hoe fampahavitrihana angovo. Fahalotoana Semiconductor mila kely be dia be azy noho ny fitaovana fototra. Miaraka amin'ny fanafanana na ny hazavana kely ankamaroan'ny afaka elektrôna ny ataoma ny fahalotoana Semiconductors. Toerana nandao ny tsivaky maka ny elektronika lavaka. Fa ny elektronika recombination lavaka tsy hatao. mpamatsy lavaka conductivity dia tsinontsinona. Izany dia satria kely ny fahalotoana ataoma aza atao maimaim-poana matetika elektrôna akaiky kokoa ny lavaka sy ny hazòny izy. Elektrôna misy lavaka, nefa tsy mahay ka mameno noho ny tsy fahampian'ny angovo ambaratonga.

Kely mpamatsy additive fahalotoana baiko maro dia mampitombo ny isan'ny conduction elektrôna raha oharina amin'ny isan'ny elektrôna maimaim-poana ao amin'ny anaty Semiconductor. Elektrôna eto - ny tena mitondra ny atomika fiampangana ny fahalotoana Semiconductors. Ireo zavatra isan 'ny n-karazana Semiconductors.

Loto izay mamatotra elektrôna ny Semiconductor, fampitomboana ny isan'ny lavaka ao aminy, atao hoe acceptor. Acceptor loto ireo singa simika miaraka amin'ny kely elektrôna isan'ny ambaratonga ao Valence, noho ny pototry ny Semiconductor. Bore, gallium, indium - acceptor fahalotoana amin'ny silisiôma.

Ny toetry ny Semiconductor dia miankina amin'ny rafitry ny kristaly kilema. Izany no mahatonga ny tsy maintsy mitombo tena madio ny kristaly. Ny masontsivana ny Semiconductor conduction fehezin'ny koa ny dopants. Silicon kristaly doped amin'ny phosphore (V subgroup singa) izay ny mpanome fanampiana mba hamorona ny vato krystaly silisiôma N-karazana. Fa kristaly amin'ny t-karazana silisiôma angoninay bore acceptor. Semiconductors onitra Fermi ambaratonga hifindra eo an-afovoan'ny tamin'ny antokon'ny miaramila banga noforonina tamin'izany fomba izany.

tokan-tena-singa Semiconductors

Ny tena mahazatra Semiconductor dia, mazava ho azy, silisiôma. Niaraka tamin'i Alemaina, izy no nitranga fahiny lehibe iray kilasy Semiconductors toy izany koa izay manana rafitra kristaly.

Structure kristaly Si sy Ge dia mitovy tahaka ny an'ny diamondra sy ny α-firapotsy. Ny tsivaky tsirairay 4 manodidina akaiky indrindra ataoma izay mamorona ny tetrahedron. Toy izany no antsoina hoe fandrindrana in-efatra. Kristaly tetradricheskoy fatorana vy fototra ho an'ny orinasa sy ny fitaovana elektronika anjara lehibe eo amin'ny teknolojia maoderina. Ny sasany amin'ireo singa V sy VI ny tabilao vondrona ihany koa ny Semiconductors. Ohatra ity karazana Semiconductors - phosphore (P), solifara (S), sélénium (Se) sy ny tellure (Te). Ireo Semiconductors Mety ho telo ataoma (P), disubstituted (S, Se, Te) na efatra heny fandrindràna. Vokatr'izany zavatra toy izany dia afaka misy eo amin'ny maro isan-karazany manjelanjelatra.Mangatsakatsaka rafitra, ary koa miomana amin'ny endriky ny fitaratra. Ohatra, Se lehibe amin'ny monoclinic sy trigonal kristaly rafitra na ho toy ny varavarankely (izay azo heverina ihany koa ho toy ny polymer).

- Diamond manana conductivity mafana tsara, tsara milina sy Optical fananana, avo hery mekanika. Ny sakan'ny ny angovo hantsana - De = 5,47 Ev.

- Silicon - Semiconductor ampiasaina amin'ny masoandro sela, sy amorphous teny, - ao amin'ny manify-masoandro sarimihetsika sela. Izany no ampiasaina indrindra eo amin'ny herin'ny masoandro Semiconductor sela, mora ny ORINASA MPANAMBOATRA, manana herinaratra tsara sy mekanika fananana. De = 1,12 Ev.

- germanium - Semiconductor ampiasaina amin'ny Gamma-ray spectroscopy, avo masoandro fampisehoana sela. Ampiasaina amin'ny voalohany sy ny transistors diodes. Mitaky tsy fanadiovana noho ny silisiôma. De = 0,67 Ev.

- sélénium - ny Semiconductor, izay ampiasaina ao amin'ny sélénium rectifiers manana taratra avo fanoherana sy ny fahafahana hanasitrana ny tenany.

Roa-singa simika

Properties ny Semiconductors namorona singa 3 sy 4 ao amin'ny tabilao vondrona mitovy ny fananan 'Kamban-teny 4 vondrona. Ny tetezamita avy amin'ny vondrona 4 ny singa mba Kamban-teny 3-4 gr. Izany no mahatonga ny fifampiresahana amin'ny ampahany noho ny fiampangana ionic fitaterana elektrôna avy Ny tsivaky mba Atom 3 Group 4 Group. Ionicity manova ny fananan 'Semiconductors. Izany mahatonga ny fitomboana ao amin'ny Coulomb angovo sy ny Ion-Ion fifandraisana angovo hantsana tarika rafitra elektronika. OHATRA mimari-droa Kamban-teny ity karazana - indium antimonide, InSb, gallium arsenide GaAs, gallium antimonide GaSb, indium phosphide InP, aluminium antimonide AlSb, gallium phosphide banga.

Ionicity mitombo sy ny sarobidy kokoa ny vondrona Mitombo ao Kamban-teny 2-6 Kamban-teny, toy ny cadmium selenide, fanitso sulfide, cadmium sulfide, cadmium Telluride, ny zinc selenide. Noho izany, ny ankamaroan'ny Kamban-teny 2-6 vondrona voarara tarika midadasika kokoa noho ny 1 Ev, afa-tsy volavelona zavatra simika. Mercury Telluride - tsy misy angovo banga Semiconductor, semi-metaly, tahaka ny α-firapotsy.

Semiconductors 2-6 vondrona amin'ny banga lehibe kokoa angovo entina dia samy mahita ao ny famokarana fampiasana ny lasers sy ny fampisehoana. Mimari-droa vondrona 6 2- iombonana amin'ny hantsana narrowed hery sahaza ho an'ny mpandray infrared. Kamban-teny ny singa mimari-droa ny vondrona 1-7 (cuprous Brômira CuBr, AgI iodide volafotsy, varahina klôro CuCl) noho ny avo midadasika kokoa ionicity manana bandgap W Ev. Tsy tena Semiconductors, ary insulators. Origine et histoire de fitomboana anchoring angovo noho ny Coulomb interionic fifandraisana manamora firafitra ataoma sira miaraka amin'ny didy fahenina, raha tokony ho ny quadratic mandrindra. Kamban-teny 4-6 vondrona - sulfide, hitarika Telluride, firapotsy sulfide - toy ny Semiconductors. Ionicity ireo akora ihany koa ny mampirisika ny fananganana sixfold fandrindràna. Ionicity be tsy nanakana ny fisian'ny manana tena tery tarika banga, dia afaka ampiasaina mba hahazoana infrared taratra. Gallium nitride - iombonana amin'ny vondrona iray miaraka amin'ny malalaka 3-5 angovo banga, mahita fampiharana in Semiconductor lasers sy ny hamaivanan-emitting diodes manga miasa ao amin'ny faritry ny karazany.

- GaAs, gallium arsenide - ny fangatahana araka ny faharoa silisiôma Semiconductor no matetika ampiasaina ho toy ny substrate ho an'ny hafa mpitarika ny, ohatra, GaInNAs sy InGaAs, amin'ny setodiodah infrared, avo matetika transistors sy ICs, tena mahomby masoandro sela, tamin'ny laser diodes, detectors ny nokleary fitsaboana. De = 1,43 Ev, izay Manatsara ny hery fitaovana raha ampitahaina amin'ny silisiôma. Malemy, misy loto sarotra kokoa ny mpanamboatra.

- ZnS, fanitso sulfide - ny zinc sira ny hidrôzenina sulphide amin'ny faritra voarara tarika sy 3,54 3,91 Ev, ampiasaina amin'ny lasers sy ho toy ny phosphor.

- SNS, firapotsy sulfide - Semiconductor ampiasaina amin'ny photoresistors sy photodiodes, De = 1,3 sy 10 Ev.

oxides

Ny metaly oxides kokoa insulators tsara indrindra, fa misy maningana. Ohatra ity karazana Semiconductors - nikela azôty, varahina azôty, kobalta azôty, karbonika varahina, vy azôty, europium azôty, ny zinc azôty. Koa satria varahina karbonika misy toy ny mineraly cuprite, ny fananana dia nianatra bebe. Ny fomba ny fambolena ity karazana Semiconductor dia tsy mbola tanteraka mazava, ka ny fampiasana mbola voafetra. Ny miavaka dia ny zinc azôty (ZnO), 2-6 iombonana amin'ny vondrona, no ampiasaina ho toy ny transducer sy ny famokarana horonam-peo sy ny plasters adhesive.

Niova be ny toe-draharaha rehefa superconductivity hita amin'ny zavatra simika maro varahina amin'ny oksizena. Ny voalohany hanokatra superconductor hafanana avo Bednorz sy Muller, dia iombonana amin'ny Semiconductor miorina amin'ny La ₂ CuO _4, ny angovo banga ny 2 Ev. Solon'i divalent trivalent lanthane, baryum na strontium, nampidirina ho ao an-Semiconductor anjara-raharaha mitondra ny lavaka. Fanatrarana ny ilaina lavaka fitanana mahatonga La ₂ CuO ₄ superconductor. Amin'izao fotoana izao, ny mari-pana ambony indrindra ny tetezamita ho an'ny fanjakana ny supercondutor mainka hitombo HgBaCa ₂ Cu ₃ O _8. Amin'ny fanerena ambony, ny vidiny dia 134 K.

ZnO, fanitso azôty varistor no ampiasaina, manga hazavana-emitting diodes, mandatsa-dranomaso Sela Mpandray Hafanana, niteraka Sela Mpandray Hafanana, coatings varavarankely hisaintsaina infrared hazavana, toy ny mpitarika ao amin'ny LCD mampiseho sy ny masoandro vatoaratra. De = 3,37 Ev.

sosona kristaly

Kamban-teny toy ny diiodide Double firaka, gallium selenide sy ny maha samy hafa ny sosona molybdène disulphide rafitra kristaly. Ny sosona no covalent famatorana ny be hery, be mahery kokoa noho ny fiara der Waals fifamatorana misy eo amin'ny sosona ny tenany. Semiconductors karazana toy izany no mahaliana satria ny elektrôna mitondra tena ao amin'ny sosona ny quasi-amin'ny lafiny roa. Fifandraisana ny sosona no niova ny fampidirana ivelany ataoma - intercalation.

Mos _2, molybdène disulfide dia ampiasaina matetika ao amin'ny avo hita hoe rectifiers, memristor, transistors. De = 1,23 sy 1,8 Ev.

organika Semiconductors

Ohatra amin'ny Semiconductors miorina amin'ny organika Kamban-teny - naphthalene, polyacetylene (CH _{2) N,} anthracène, polydiacetylene, ftalotsianidy, polyvinylcarbazole. Organic Semiconductors manana tombony ny tsy voajanahary izy ireo mora ny hanome ny toetra irina. Zavatra amin'ny fatorana conjugate mamorona -c = C-C = manana Mitana Optical tsy linearity, ary, noho izany, amin'ny optoelectronics ampiharina. Ankoatra izany, ny angovo voajanahary tarika Semiconductor iombonana amin'ny hantsana ny raikipohy mitovy fiovana fa mora kokoa noho ny mahazatra Semiconductors. Manjelanjelatra.Mangatsakatsaka allotropes ny karbaona fullerenes, graphene, nanotubes - koa Semiconductors.

- Fullerene manana rafitra tao amin'ny endriky ny mihidy convex polyhedron ugleoroda na dia isan'ny ataoma. A nanatrika ny fullerene C ₆₀ miaraka amin'ny vy alkali manova izany ho superconductor.

- manjarano karbaona monoatomic sosona miforona, dia mifandray amin'ny iray amin'ny lafiny roa-makarakara misy lafiny enina. Record manana conductivity sy ny elektronika mivezivezy, avo Hentitra loatra

- Nanotubes dia nanakodia an-Tube manjarano takela manana ny maro nanometers savaivony. Ireo endrika karbaona manana fampanantenana lehibe ao amin'ny nanoelectronics. Arakaraka ny efa voavitrana metaly na ny mety ho toetra Semiconductor.

andriamby Semiconductors

Kamban-teny amin'ny andriamby ions ny europium sy ny manganese no liana andriamby sy semiconducting fananana. Ohatra ity karazana Semiconductors - europium sulfide, selenide europium sy mafy vahaolana, toy Cd _1-X Mn _X Te. Ny afa-po ny andriamby ions misy fiantraikany eo akora roa mampiseho fananana toy ny andriamby sy ny antiferromagnetism ferromagnetism. Semimagnetic Semiconductors - dia mafy andriamby Semiconductors vahaolana izay ahitana andriamby ions ao ambany fitanana. Mafy orina toy izany vahaolana mahasarika ny saina ny fanantenana sy ny hery anaty lehibe ny fampiharana azo atao. Ohatra, mifanohitra amin'ny tsy andriamby Semiconductors, dia afaka hahatratra iray tapitrisa heny Faraday fihodinan'ny lehibe kokoa.

Strong magnetooptical vokatry ny andriamby Semiconductors mamela ny pampiasana ho an'ny Optical Fanovaovam-peo. Perovskites, toy ny Mn _{0,7 0,3} Ca _{3 O,} ny fananana ambony noho ny vy-Semiconductor Tetezamita, izay mivantana fiankinantsika amin 'ny sahan'andriamby vokatry ny tranga ny magneto-resistivity goavam-be. Izy ireo ampiasaina amin'ny radio, Optical fitaovana, izay fehezin'ny ny sahan'andriamby, ny microwave waveguide fitaovana.

Semiconductor ferroelectrics

Io karazana dia miavaka amin'ny kristaly teo anatrehan'i ao amin'ny fotoana sy ny fisian'ny herinaratra ny tampoka polarization. Ohatra, toy izany fananana Semiconductors mitarika titanate PbTiO _3, baryum titanate BaTiO _3, germanium Telluride, GeTe, vifotsy Telluride SnTe, izay manana mari-pana amin'ny ambany ferroelectric fananana. Ireo fitaovana ampiasaina amin'ny nonlinear Optical, piezoelectric Sela Mpandray Hafanana sy ny fitaovana fitadidiana.

Ny fitaovana isan-karazany Semiconductor

Ankoatra ny Semiconductor fitaovana voalaza etsy ambony, dia misy olon-kafa maro izay tsy ho lavo eo ambany ny anankiray amin'ireny karazana. Kamban-teny ny raikipohy 1-3-5 zavatra ₂ (AgGaS ₂₎ ary 2-4-5 ₂ (ZnSiP ₂₎ hanangana rafitra chalcopyrite kristaly. Contact tetrahedral Kamban-teny analogous Semiconductors 3-5 sy 2-6 vondrona miaraka amin'ny rafitry ny zinc blende kristaly. Kamban-teny izay Semiconductor mamorona singa 5 sy 6 vondrona (mitovy amin'ny Araka ny ₂ Se _3), - ny Semiconductor amin'ny endrika krystaly na fitaratra. Chalcogenides ny bismuth sy ny antimony dia ampiasaina amin'ny Semiconductor thermoelectric gropy. Ireo fananan 'io karazana Semiconductor Tena mahaliana, nefa tsy nahazo laza noho ny fampiharana voafetra. Na izany aza, ny zava-misy fa misy izy ireo, dia manamafy ny fisian'ny famotorana tsy mbola tanteraka amin'ny sehatry ny Semiconductor fizika.