1. Для яких кристалів є характерним йонним, ковалентним, ван-дер-вальсівським типом зв’язку.

Іо́нний хімі́чний зв'язо́к, також йонний хімічний зв'язок^[1] — це тип зв'язку, при якому електрони переходять із одного атома до іншого, й основний вклад в притягання вноситьсяелектростатичною взаємодією.

Утворюється між атомами або групами атомів зі значною різницею в електронегативностях.

Характерний для сполук металів з найтиповішими неметалами.

Кристалічні тверді тіла, утворені завдяки йонному зв'язку, називаються іонними кристалами. Прикладом такого кристалу є кам'яна сіль NaCl. Атоми Натрію і Хлору, з яких утворилася сполука, різко відрізнається за електронегативністю: величина електронегативності атома Na — 1,01, атома СІ — 2,83.

Гомополярний (ковалентний) зв’язок існує тільки в ковалентних, локалізується між двома атомами формуючи мостики, тому він може формувати не тільки молекули, а і кристалічні ґратки.

Ковалентний зв'язок є формою хімічного зв'язку, характерною особливістю якого є те, що задіяні атоми поділяють одну чи більше спільних пар електронів, що і спричиняють їх взаємне притягування, яке утримує їх у молекулі. Електрони при цьому, як правило, заповнюють зовнішні електронні оболонки задіяних атомів. Такий зв'язок завжди сильніший ніж міжмолекулярний зв'язок та порівняльний за силою чи сильніший за йонний зв'язок.

Ковалентний зв'язок найчастіше виникає між атомами із схожою високою електронегативністю. Ковалентний зв'язок найчастіше виникає між неметалами, тоді як іонний зв'язок є найпоширенішою формою зв'язку між атомами металів та неметалів.

Ковалентний зв'язок, як правило, сильніший ніж інші типи зв'язку, такі як іонний. Ковалентний зв'язок поділяється на ковалентний полярний і ковалентний неполярний.

Ван-дер-Вальськівський тип зв’язку – виникає в кристалах інертних газів існує Ван-дер-Вальськівський тип, він виникає в результаті плуктуаці енергії між атомами він за величиною є малий. Тобто кристали інертних газів мають дуже низьку температуру плавлення.

Характерною ознакою для кристалів з іонним типом зв’язку є щільність упаковки в конкретному напрямі.

2. Температурний хід рівня фермі в донорному н/п

Фонові домішки можуть мати різні властивості.

Рис 1.

Рівень Фермі є на величині кТ для кожної з цих домішок. Якщо рівень фермі є нижче донорного рівня, то це означає що донорний рівень є іонізований. Це означає що акцепторний рівень теж є іонізований. В такому випадку рівняння електро нейтральності для випадку коли рівень Фермі:

(ф1)

Нехай ми розглядаємо діапазон температур

(ф2)

Концентрація не рівноважних носіїв заряду є мала. За умови, що концентрація акцепторів є рівна донорам і електронний газ є не вироджений і виконується закон діючих мас, то в такому випадку концентрація електронів і дірок є рівні то такий напівпровідник поводить себе, як чистий напівпровідник. У власному напівпровіднику є

(ф3)

для скомпенсованого дана формула не виконується.

Для скомпенсованого:

(ф4)

нехай ми маємо не повну компенсацію і

і є надлишок донорної домішки піде на компенсацію акцепторної домішки, тобто у поведінці частково скомпенсованого і не скомпенсованого напівпровідника щоб їх побачити запишемо рівняння.

(ф5)

І якщо тепер підставити величини концентрацій

(ф6)

оскільки є більше то при Т=0 можна нехтувати дірковою провідністю звідси:

(ф7) оскільки ; рівень Фермі у скомпенсованому напівпровіднику.

Рівень Фермі у скомпенсованому напівпровіднику.

Рівні Фермі у різних напівпровідниках:

(ф8)

Рис 2.

Температурний хід рівня фермі виражається:

(ф9)

в такому випадку рівень Фермі

Рис 3.

Якщо буде другий випадок

(ф10)

то в цьому випадку, рівень Фермі буде поводити себе, як в донорному напівпровіднику.

(ф11)

Якщо змінюючи концентрацію донорів і акцепторів можна в широких межах міняти концентрацію носіїв заряду у н/п при умові що напівпровідник є не виродженим. Якщо напівпровідник є повністю скомпенсований, то в такому випадку рівень фермі розміщується по середині між акцепторним і донорним рівнем донорної домішки то такий н/п є скомпенсованим.

Якщо н/п неповністю скомпенсований, то рівень фермі буде співпадати з тим рівнем домішки, якої є більше. При збільшенні температури спостерігається перехід такого н/п скомпенсованого до властивостей власного н/п. При чому цей перехід до властивостей відбувається. Якщо концентрації фонових домішок суттєво відрізняються то напівпровідник буде поводити себе, як напівпровідник з одним типом домішки.

Білет 7