WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Кристали - Реферат

Кристали - Реферат

Реферат на тему:

Кристали

ЕНЕРГЕТИЧЕНИЙ СПЕКТР ЭЛЕКТРОНІВ В КРИСТАЛІ

Елементарні напівпровідники

Серед напівпровідникових материалів наибільше застосування знайшов кремній - елемент четвертої групи таблиці Менделеєва. Для того, щоб зрозуміти як впливає хімічний зв'язок та положення в періодичній таблиці елементів на енергетичний спектр электронів в напівпровідникових кристалах, розглянемо кристали, що утворені елементами четвертої группи.

При утворенні хімічного зв'язку між атомами кристалу, який в першому наближенні ми можемо розглядати як гігантську молекулу, в цих матеріалах беруть участь два электрони S- підоболонки та два электрони P- підоболонки, які належать сусіднім атомам. Природньо в цьому випадку очікувати утворення SP3 гібридізації і, відповідно, кристалів з тетраедричним зв'язком. Це дійсно справедливо для кристалів алмазу, кремнію, германію та ін.

Необхідно згадати і те, що кількість орбіталей у молекули дорівнює сумі кількостей орбіталей атомів. Якщо розглядати кристал як молекулу, то в 1 см3 буде міститись біля 1022 атомів, отже в кристалі кількість зв'язуючих та розрихлюючих орбіталей повинна бути такого ж порядку. Взаємний вплив атомів в кристалі приводить до того, що відповідні енергетичні рівні розщіплюються в зони. Зона, що виникла із зв'язуючих орбіталей, виявляється заповненною валентними електронами, тому її называють валентною зоною. Зона, що виниклая із розрихлюючих електронів, називається вільною зоною або зоною провідності. Енергетичний проміжок міжду цими зонами шириною Eg називають забороненою зоною, оскільки в цій зоні в бездомішкових напівпровідниках енергетичні рівні відтсутні та електрони там знаходитись не можуть.

Підведемо деякі підсумки.

В кристалі дискретні рівні атомів утворюють зони з дуже великою кількістю рівнів в них, так що наближенно можна вважати, що енергія по зоні змінюється безперервно.

Валентна зона, яка утворилася із зв'язуючих SP3 орбіталей, повністю заповнена.

Зона провідності, яка утворилася із розрихлюючих SP3 орбіталей повністю вільна (при низьких температурах). Електрон в цій зоні може переміщуватись орбіталями, що перекриваються, при цьому переносячи заряд.

Між валентною зоною та зоною провідності знаходиться заборонена зона, ширина якої для напівпровідників четвертої групи зменшується від легких елементів до важких.

В залежності від ширини забороненої зони усі матеріали мы можемо розділити на три групи:

діелектрики (наприклад, алмаз) - для них при кімнатній температурі концентрація електронів в зоні провідності приблизно рівна нулю, так як Eg>5 еВ ;

напівпровідники для них Egбільше від 0 та менше 5 еВ, вони володіють електронною провідністю;

метали, для них валентна зона та зона провідності перекриваються Eg=0.

Використана література:

  1. Основы промышленной электроники/ Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая школа, 1978.

  2. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной электроники. -М.: Высшая школа, 1975.

  3. Миклашевский С.П. Промышленная электроника. -М.: Высшая школа, 1973.

  4. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. - М.: Высшая школа, 1988.

  5. Основы промышленной электроники/Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: высшая школа, 1982.

  6. Гершунский В.С. Основы электроники. - К.: Вища школа, головн. из-во, 1982.

  7. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.:Энергоатомиздат, 1985.

Нагорский В.Д. Электроника и электрооборудование. - М.: Высшая школа, 1986.

Loading...

 
 

Цікаве