35. Что такое энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла? Почему ее используют? Какими параметрами, на основании энергетической диаграммы, характеризуют полупроводниковые материалы?

Энергетическая диаграмма, являясь самой по себе бессмысленным изображением в виде линий, является абстрактным образом, пытающимся передать то, что не может представить наше воображение о «частицах – волнах», о процессах их движения.

В самом простейшем виде энергетическая диаграмма одномерного приближения полупроводника представляет некий специфический график, отображающий набор энергетических уровней. На диаграмме, по аналогии с потенциальной энергией тела, поднятого на различные высоты относительно Земли, каждому значению энергии микрочастицы W_К, отражающему процесс ее движения, ставиться в соответствие на оси ординат уровень на энергетической диаграммы. При этом считается, что чем выше уровень, тем большей энергией W обладает электрон, отражаемый данным уровнем. Ось абсцисс специфическим образом характеризует пространственную координату. Если полупроводник не подвержен внешнему воздействию, то энергетический уровень микрочастицы имеет вид горизонтальной линии. Это отражает тот факт, что энергия электрона, «размазанного» по всему кристаллу полупроводника, во всех точках полупроводника одна и та же и не зависит от координаты электрона.

36. Что такое энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла? Почему ее используют? в чем различие энергетических диаграмм собственного и примесного полупроводников?

Энергетическая диаграмма, являясь самой по себе бессмысленным изображением в виде линий, является абстрактным образом, пытающимся передать то, что не может представить наше воображение о «частицах – волнах», о процессах их движения.

Собственный полупроводник представлен тремя верхними зонами уровней энергии, названными валентной, запрещенной и зоной проводимости.

В квантовой физике доказывается, что различного рода дефекты кристаллической решетки, а также появление в узлах «нестандартного» атома примеси приводит к существенному изменению энергетического спектра системы микрочастиц в кристалле. На энергетической диаграмме это проявляется в появлении новых уровней энергий, расположенных в запрещенной зоне. Эти уровни являются следствием существенного изменения свойств полупроводников и механизмов электропроводности.

37. Поясните, что означает аллотропия веществ? Какие виды аллотропных веществ Вам известны?

Аллотропия (от др.-греч. αλλος — «другой», τροπος — «свойство») — существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм. Другими словами, аллотропия - существование химических элементов в двух или более молекулярных либо кристаллических формах.

Аллотропами являются обычный кислород O₂ и озон O_3., углерод, водород, сера, фосфор.

38. Поясните, что означает аллотропия веществ? Какие виды аллотропных форм углерода Вам известны? Чем характеризуется такая форма, как алмаз?

Аллотропия (от др.-греч. αλλος — «другой», τροπος — «свойство») — существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм. Другими словами, аллотропия - существование химических элементов в двух или более молекулярных либо кристаллических формах.

Углерод существует в двух четко различающихся кристаллических аллотропных формах: в виде алмаза и графита.

Алмаз — трехмерная структура, характеризующаяся тетраэдрическим расположением атомов углерода в кристаллической решетке. Это самый твердый из природных минералов — 10 по шкале твердости Мооса. Так, для разрушения алмаза необходимо использовать давление около 100 ГПа, или 1 млн атмосфер. По своим электрическим свойствам чистый алмаз — диэлектрик.