1.Охарактеризуйте механизм собственной электропроводности полупроводника.
Собственный полупроводник - для собственного полупроводника концентрация носителей заряда (n=p=ni) может быть выражена соотношением:
Механизм собственной электропроводности полупроводников. В полупроводниках существует электропроводность двух типов. Полупроводники, как и металлы, обладают электронной электропроводностью, которая обусловлена перемещением свободных электронов.
В металлах число электронов проводимости (т.е. электронов внешней оболочки атомов, которые покинули свои атомы и могут свободно перемещаться по всему объему металла) не меньше числа атомов. Такие свободно перемещающиеся электроны называют электронным газом. Атомы, лишившиеся внешних электронов, можно рассматривать как положительные ионы. Однако ионной электропроводности в металлах и полупроводниках нет, так как их ионы неподвижны
Электрические свойства полимерных полупроводников:
Электрические характеристики полимеров с сопряженными связями имеют широкий диапазон значений: от диэлектрических до полу металлических.
Удельная электропроводность колеблется от 10-19 до единиц Ом-1·см-1; энергия активации проводимости -- от 2 до 0,01 эв. Обратимая температурная зависимость электропроводности носит типичный полупроводниковый характер: б экспоненциально растет с температурой по закону Аррениуса.
Отсутствие поляризационных эффектов при длительном пропускании тока свидетельствует о том, что проводимость имеет, как правило, электронную, а не ионную природу.
Исследования полупроводниковых полимеров показывают, что закон Ома для многих образцов соблюдается до напряженности поля 103 --104в/см, хотя иногда отмечаются отклонения уже в весьма малых полях-- порядка 10--100 в/см. Знак носителей тока, определяемый по термо-эде. может быть как положительным (дырки), так и отрицательным (электроны). Однако кислород всегда изменяет термо-эде в положительную сторону, и поэтому возможно, что в противоположность первоначальным представлениям об органических полупроводниках носителями тока в являются преимущественно электроны (как это следует из большинства измерений к вакууме), а дырочная проводимость-- результат адсорбции кислорода. У ряда полимерных проводников отмечен внутренний фотоэффект.
У некоторых полимерных полупроводников отмечена способность выпрямлять электрический ток. т. с. неомическое поведение у контактов, что позволило осуществить n-р-переход. Интересно, однако, что из некоторых полимеров удалось получить материалы с истинным р-n-переходом, в частности из радиационно и термически обработанного полиэтилена, который спрессовывали со слоями йодированного полимера, имеющего иной тип проводимости. Коэффициент выпрямления такого р-n-контакта доходил до 25.
Электропроводность полимерных полупроводников с повышением температуры увеличивается примерно па 1--3% на 1 °С. электропроводность неорганических полупроводников на 3--6%. В противоположность электропроводности металлов, которая уменьшается с повышением температуры примерно на 0,3% на 1 °С.
Однако значение температурного коэффициента электропроводности полимеров-полупроводников в большей степени зависит от температурной области, в которой проводятся определения. При очень низких температурах температурный коэффициент может достигать 20--40% на 1 °С.