Полупроводники aiiibv (aiibvi)

Соединения между элементами III (II) и V(VI) групп периодической таблицы элементов имеют ковалентно-ионный характер межатомной связи, так как электронные пары смещены к атомам элементов с большей электроотрицательностью (V(VI) групп), поэтому в узлах решетки находятся отрицательные ионы атомов V (VI) группы и положительные ионы атомов III(II) группы. Ширина запрещенной зоны в данных соединениях уменьшается по мере роста сумм атомных масс элементов, так как уменьшается энергия межатомной связи. Подвижность носителей заряда увеличивается по мере увеличения масс ионов и ограничена взаимодействием носителей с колеблющимися ионами решетки.

Примеры полупроводников aiiibv

GaAs - арсенид галлия, обладает достаточно большой шириной запрещенной зоны (1,4эВ) и высокой подвижностью носителей заряда. Основная донорная примесь - Te, акцепторная - Zn, имеющие мелкие уровни в запрещенной зоне. Вредной примесью является кислород, захватывающий подвижные носители.

Арсенид галлия является основным соединением для изготовления светодиодов и полупроводниковых лазеров в ИК- диапазоне. Изготавливаются также генераторы СВЧ -колебаний с частотой 100 ГГц, фотоэлементы для солнечных батарей. Твердые растворы AlGaAs – используют для изготовления красных светодиодов.

GaP - фосфид галлия, имеющий большую ширину запрещенной зоны (2,25 эВ), является базовым материалом для свето- и фотодиодов видимого диапазона (желто-зеленый цвет) (в твердых растворах, в частности, AlGaInP) и, благодаря высокой радиационной стойкости, для изготовления солнечных батарей. Легируется акцептором- Zn и донорами - Te и S.

GaN, InGaN – нитриды с еще большей шириной запрещенной зоны (3,5 эВ). Основной современный материал для изготовления ярких светодиодов в диапазоне от УФ до желтого цвета.

InSb - антимонид индия с малой шириной запрещенной зоны (0,17 эВ), очень высокой подвижностью электронов и фоточувствительностью. Используется для изготовления детекторов излучения в дальней ИК-области спектра (при охлаждении), фоторезисторов, датчиков Холла, термоэлектрических генераторов, лазеров. Технологически удобен, так как имеет низкую температуру плавления.

Примеры полупроводников aiibvi

ZnS - сульфид цинка имеет ширину запрещенной зоны (3,7 эВ), соответствующую УФ-области спектра. Является основой многих фото- и электролюминофоров за счет размещения в запрещенной зоне примесных уровней энергии, обеспечивающих люминесценцию. Спектр излучения определяется активирующими примесями Cu, Ag, Mn.

CdS - сульфид кадмия имеет ширину запрещенной зоны (2,53 эВ), соответствующую видимой части спектра. Используется для создания фоторезисторов, чувствительных в видимой части спектра.

Соединения типа A^IVB^VI, в частности, PbS являются узкозонными полупроводниками (0,39 эВ) и находят применение при изготовлении детекторов в ИК - области излучения в составе фоторезисторов.