
- •Структура навчальної дисципліни
- •Розподіл навчальної роботи студента за модульними циклами
- •План викладу матеріалу розділу
- •Будова речовини
- •План викладу матеріалу розділу
- •Класифікація провідникових матеріалів
- •Питомий опір провідників
- •Залежність питомого опору від температури
- •Зміна питомого опору при деформаціях
- •План викладу матеріалу розділу
- •Сплави з великим опором План викладу матеріалу розділу
- •Сплави спеціального призначення План викладу матеріалу розділу
- •Контактні матеріали
- •Припої (матеріали для паяння)
- •План викладу матеріалу розділу
- •Залежно від будови та виду поляризації діелектрики можна класифікувати так (рис. 1):
- •Поляризація діелектриків
- •Лекція 7 пробій діелектриків
- •Оксидні електроізоляційні плівки
- •Контрольні питання
- •Органічні діелектрики
- •Напівпровідникові матеріали План викладу матеріалу розділу
- •Площа|майдан| поперечного перетину пластини
- •Використовуючи вирази (4.3 – 4.5) отримаємо|одержуватимемо|
- •Контрольні питання
- •Напівпровідникові сполуки План викладу матеріалу розділу
- •Основні властивості магнітних матеріалів
- •Контрольні питання
- •Типи магнітних матеріалів
- •Ферити звичайно застосовують в слабих і середніх полях, оскільки вони мають відносно низьку індукцію насичення (0,15... ...0,7 Тл).
- •Перспективні матеріали План викладу матеріалу розділу
- •Контрольні питання
Напівпровідникові сполуки План викладу матеріалу розділу
1 |
Карбід кремнію |
2 |
Окисні напівпровідники |
3 |
Напівпровідникові сполуки |
4 |
З'єднання типу AIII Bv |
5 |
З'єднання типу АIVBIV |
Карбід кремнію SiC| є|з'являється| єдиним бінарним з'єднанням|сполученням|, утвореним напівпровідниковими елементами IV групи Періодичної таблиці. У природі цей матеріал зустрічається украй|надто| рідко і в обмежених кількостях.
За типом хімічного зв'язку карбід кремнію відноситься до ковалентних кристалів. Наслідком сильних хімічних зв'язків між атомами кремнію і вуглецю| є|з'являється| дуже висока хімічна і температурна стабильность| SiC|, а також висока твердість.
Полікристалічний карбід кремнію одержують в електричних печах при температурах 2200-2500°С, відновлюючи кремнезем вуглецем:
SiO2 + 3C = SiC + 2CO. (1)
Полікристалічний карбід кремнію використовується для вирощування монокристалів і одержання порошку SiC в процесі подрібнення.
Карбід кремнію відзначається високою твердістю, вогнетривкістю, теплопровідністю. Хімічно стійкий, на нього діють тільки суміш азотної і плавикової кислот, а також фосфорна кислота при температурі 230°С. Електропровідність кристалів| SiC| при нормальній температурі домішкова. Тип електропровідності і забарвлення|фарбування| кристалів| карбіду кремнiя| залежить від чужорідних домішок|нечистот| або визначаються надлишком атомів Si| або С|із| над стехіометричним складом рис.1.
Ч
истий
карбід кремнію|
стехіометричного складу
безбарвний|безколірний|.
Домішки|нечистоти|
елементів V
групи (N,
P,
As|,
Sb|,
Bi|)
і заліза в карбіді|
кремнію дають зелене забарвлення|фарбування|
і електропровідність п-типу|,
елементи II
(Са, Mg|)
і III
груп (У, Al|,
Ga|,
In|)
— блакитне|голубу|
і фіолетове|
забарвлення|фарбування|
(у товстих шарах — чорне) і електропровідність
р-типу. Надлишок Si|
приводить|призводить|
до електронної електропровідності
SiC|,
а надлишок С|із|
— до діркової. Власна електропровідність
карбіду кремнію спостерігається,
починаючи|розпочинати|
з|із|
температури приблизно 1400°С|.
Питома провідність порошкоподібного
карбіду кремнію залежить від питомої
провідності зерен початкового|вихідного|
матеріалу, їх розміру,
стискування|стиснення|
порошку, напруженості електричного
поля і температури|.
Завдяки великій ширині забороненої зони цей матеріал можна використовувати для виробництва напівпровідникових приладів, здатних працювати при температурах до 700°С і стійких до дії проникаючого випромінювання.
Легуючи азотом, фосфором, миш’яком, сурмою, вісмутом, створюють в матеріалі електронну провідність; використовуючи бор, алюміній, галій, індій, вирощують кристали з дірковою електропровідністю.
Чудовою особливістю карбіду кремнію є його здібність до люмінесценції у видимій області спектру. Змінюючи домішковий склад монокристалів, в карбіді кремнію можна в принципі отримати люмінесценцію з будь-яким кольором випромінювання — від червоного до фіолетового. Це властивість карбіду кремнію використовується для створення світлодіодів, тобто джерел випромінювання, що працюють на принципі інжекційної електролюмінесценції Основою світлодіода є р-п-перехід, який формують
процесі діфузії домішок або осадженням епітаксіальних шарів з газової фази. Діфузію проводять при температурах 1800—2000°С в замкнутих робочих об'ємах при рівноважному тиску пари SIC, яке створюється за рахунок випаровування порошкоподібної засипки.
Н
айбільш
широкого поширення набули світлодіоди
жовтого випромінювання, що
отримуються|одержують|
дифузією бору в карбід кремнію|,
легований азотом. До недоліків|нестач|
SiC-світодіодів|
відноситься невисока|
ефективність перетворення електричної
енергії в світлову|.
Істотною|суттєвою|
їх перевагою є|з'являється|
стабільність характеристик|,
практично повна|цілковита|
відсутність деградації
(необоротного|незворотного|
погіршення властивостей). Це дозволяє
використовувати світлодіоди з|із|
карбіду|
кремнію як світлові еталони і опорні
джерела світла|
у вимірювальних пристроях|устроях|.
На рис.
2
показаний вплив оптично|
активних домішок|нечистот|
на зміщенняе|
спектру електролюминісценції|
SiC-світлодіодів||.
Представляє|уявляє| практичний інтерес| застосування|вживання| карбіду кремнию| для виготовлення потужних випрямляючих| діодів, високотемпературних| тензорезисторів|, детекторів| частинок|часток| високої енергії, які| здатні|здібні| працювати в хімічно | агресивних середовищах|середі|. Можливо використання карбіду кремнію для створення|створіння| польових| транзисторів з|із| хорошими|добрими| частотними властивостями, СВЧ-діодів|, термісторів і деяких інших приладів.На основі порошкоподібного карбіду кремнію, виготовляють варистори| (нелінійні напівпровідникові| резистори), високотемпературні нагрівачі, хвильові| поглиначі, світлодіодіи, високотемпературні діоди, дзеркала потужних лазерів.
Варістори (рис.3-5) застосовують в системах автоматики, обчислювальної| техніці, електроприладобудуванні для стабілізації струмів|токів| і напруги|напруження|, захисту схем від перенапруження|перенапруги|, регулювання і перетворення сигналів.
Завдяки високій твердості карбід кремнію| використовується для механічної обробки різних матеріалів.
Карбід кремнію має наступні переваги:
- велика по порівнено| з|із| Si| і GaAs| ширина забороненої зони. Іншими словами - збільшення ділянки робочих температур, теоретично| до -1000 0C і можливість|спроможність| створення| світловиромінюючих приладів для всього діапазону видимого світла.
- на порядок|лад| більше значення | поля пробою в SіC| порівнено з|із| кремнієм означає, що при тій же напрузі|напруженні| пробою діод з|із| SіC| може мати на два порядки|лади| сильніше леговану базу, чим діод на основе| Si|. Це приводить|призводить| до менших | опорів і у результаті до більшої питомої потужності карбідкремнієвих| приладів. Це ж служить причиною великої радиаційної| стійкості SіC|.
- теплопровідність, майже така ж висока, як у|біля| міді, спрощує проблему тепловідводу, що в сукупності| з|із| високими робочими|робітниками| температурами| і великими швидкостями насичення| носіїв (великі струми|токи| насичення| польових транзисторів) дуже важливо|поважно| для силової електроніки.
- висока температура Дебая, яка характеризує термічну| стабільність речовини. При перевищенні цієї температури коливання| можуть стати непружними, що приводить|призводить| до руйнування даного матеріалу|.
- наявність власного оксиду (SiO2. Так само як і можливість отримання SіC n- і p-типу провідності), це зручно для технології і дозволяє виготовляти|виробляти| на основі SіC| будь-які типи|типів| напівпровідникових приладів.
Мікрочіп, розроблений з застосуванням карбіду кремнію|, продемонстрував можливості|спроможності| безперервної роботи протягом більше 1700 годин при температурі 500 ОС (рис.6).
Ц
е
означає більш ніж 100-кратне збільшення
стійкості порівняно з|порівняно
із| існуючими системами.
Подібні мікросхеми|передусім|,
можуть стати в нагоді для роботи у
складі реактивних двигунів. Електроніка,
інкорпорована в |частці|
двигун, здатна|здібна|
буде контролювати процес згорання|згоряти|,
збільшуючи безпеку і економічність
роботи двигунів, і знижуючи рівень
шкідливих викидів. Це стосується
і звичайних|звичних|
автомобільних двигунів внутрішнього
згорання|згоряти|.
Високотемпературні мікросхеми знайдуть
застосування|вживання|
і в газо-| і
нафтовидобутку|нафтовидобуванні|,
і, звичайно, при освоєнні деяких небесних
тіл – наприклад|приміром|,
в умовах гарячої атмосфери Венери.
Можливість|спроможність| ефективно протистояти нагріванню дозволить в майбутньому позбавитися зайвих елементів, що охолоджують проводи і з'єднання|сполучень|, знижують продуктивність, підвищують вартість електроніки, яку застосовують в умовах високих температур.
Напівпровідникові властивості характерні для оксидів деяких металів, зокрема елементів перехідного ряду періодичної системи хімічних елементів (Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti). Вони мають відносно широку заборонену зону (Cu2O-1,9eB, ZnO – 3,2eB, TiO2 – 3eB, Fe2O3 – 2,2eB, NiO2 – 1,2eB).
Перевага оксидних напівпровідників в порівняно простій технології їх виготовлення – методами керамічної технології.
Напівпровідникові оксиди використовуються, в основному, для виготовлення терморезисторів з великим від'ємним температурним коефіцієнтом електричного опору, а також варисторів.
Закис міді (Сu2О). Це — класичний напівпровідник, досліджений багатьма фізиками. Вже на ранньому етапі розвитку фізики напівпровідників закис міді отримав практичне значення. Спосіб її виготовлення достатньо простий. З чистої електролітичної листової міді нарізаються пластини потрібної форми і розмірів.
Пластини підвішуються до металевого стрижня, який кладеться на верхні краї вертикальної трубчастої електричної печі. Усередині неї температура повинна бути доведена до 1020—1040°С.
При вказаній температурі мідь оксидується, тобто поволі переходить в закис міді, шар якого з часом товщає і покриває з усіх боків пластинку. Час знаходження пластинок в печі залежить від їх товщини. Наприклад, мідна пластинка товщиною в 2 мм повністю перетворюється в Сu2О, якщо протримати її в печі приблизно добу.
При оксидуванні міді необхідно дуже уважно стежити за температурою печі. Невелике її підвищення може привести до розплавлення мідь, — температура плавлення міді 1083°С, тобто всього лише на декілька десятків градусів вище температури, при якій йде її оксидування. Пластинки виймаються або відразу, або ж через декілька годин після повного охолодження печі. В першому випадку питомий опір закису міді буде більше, ніж в другому. Якщо застосовується другий спосіб, то при більш низькій, ніж 1020°С, температурі на поверхні Сu2О утворюється тонкий шар окислу міді (СuО), що має характерний чорний колір,. Його видаляють або механічно, наприклад наждачним папером, або занурюють пластинку на 2—3 мін. в 30% розчин азотної кислоти, цього достатньо для розчинення тонкої плівки СuО.
В процесі оксидування утворюється полікристалічна закис міді темно-червоного кольору. Тонкі, відполіровані пластинки СuО напівпрозорі. Кристали Сu2О ростуть з двох сторін мідної пластинки, від її поверхонь углиб. Тому, коли оксидування повністю закінчується, в пластинці Сu2О, що утворилася, ясно видна межа, у якої сходяться дві системи кристалів.
Закис міді — типовий дірчастий напівпровідник. Дотепер не вдалося шляхом введення домішок змінити механізм електропровідності Сu2О. Домішки що вводяться в кристалічні грати Сu2О, аніскільки не змінюючи типу провідності, міняють її величину. Тому при кімнатній температурі питома електропровідність Сu2О коливається від 10-2 до 10-8 ом-1-см-1.Температура плавлення закису міді ТП=1232ОС. Ширина забороненої зони ΔЕ=1,5ев
В зразках Си2О залежність сили струму від напруженості електричного поля Е описується законом Ома аж до 104 В/см. При Е>104 В/см спостерігаються відступи від закону Ома і електропровідність далі росте із зростанням Е по експоненціальному закону. Це зростання викликається збільшенням концентрації носіїв струму при незмінному значенні їх рухливості.
Закис міді має добрі фото- і термоелектричні властивості. При кімнатній температурі коефіцієнт термоелектрорушійної сили а досягає значення понад 1мВ/град.
Свого часу вивчення фізичних властивостей закису міді дозволило відкрити закономірності электро- і фотопровідності, властиві взагалі всім напівпровідникам. Вимірювання у зразків Сu2О термоэлектрушійних сил дуже яскраво і дуже переконливо показало, які великі можливості закладені в напівпровідниках.
Так само і практичні застосування напівпровідників фактично почалися із закису міді. Перший використаний на практиці вентильний фотоелемент, а також перші напівпровідникові випрямлячі рис. 7 були зроблені з цього матеріалу.
Подальше
освоєння інфрачервоного, видимого та
ультрафіолетового діапазонів сприяло
дослідженню та застосуванню нових
матеріалів. Останнім часом все більшого
значення набуває новий клас потрійних
та четверних сполук, а також твердих
розчинів на їх основі: CdHgTe
(KPT), CaZnTe,
PbSeTe, CuInSe,
CuGaSе2
,AlGaN, AlInGaN,
GaAlAs-GaAs,
GaInAs-AlInAs,
GaInAsP-InP
та ін.
Зокрема КРТ вважається найперспективнішим матеріалом для виготовлення інфрачервоних приймачів, які переважають за чутливістю і здатні працювати з термоелектричним охолодженням (Т≈ 200К). На основі КРТ промислово випускаються багатоелементні фотоприймачі, що застосовуються для зчитування оптичної інформації.
На практиці використовуються багато напівпровідникових з'єднань з різними физико-хімічними властивостями. Серед них — подвійні, потрійні і складніші системи.
В результаті інтенсивної роботи фізиків і хіміків в даний час отримана порівняно велика кількість складних напівпровідникових речовин.
З'єднання AIIIBV є найближчими електронними аналогами кремнію і германію. Вони утворюються в результаті взаємодії елементів II1-6 підгрупи Періодичної таблиці (бору, алюмінію, галію, индию) з елементами V-б підгрупи (азотом, фосфором, миш'яком і сурмою).
До них, наприклад, відносяться АlР, AlAs, AlSb, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, які мають напівпровідникові властивості.
Вісмут і талій не утворюють з'єднань даного ряду. З'єднання AnIBv прийнято класифікувати по елементу металоїду. Відповідно, розрізняють нітрид, фосфіди, арсеніди і антімоніди.
Вище указувалося, що атоми елементів IV групи германію і кремнію, що кристалізуються в грати типу алмаза, зв'язуються один з одним гомеополярними зв'язками. Зв'язок такого типу має найвищу міцність. Тому в гратах типу алмаза амплітуди теплових коливань атома особливо малі. Це, а також і інші обставини обумовлюють високу рухливість носіїв струму в германії і кремнії.
Інша чудова властивість напівпровідникових елементів IV групи полягає в тому, що домішки, введені в грати цих елементів, абсолютно певним чином впливають на механізм їх електропровідності. Домішки III групи діють як акцептори, а домішки V групи — як донори.
З'єднання типу AIIIBV мають ряд цікавих властивостей, що робить їх важливими в практичному відношенні матеріалами. Різноманіття властивостей напівпровідників типу AIIIBV обумовлює їх широке застосування в приладах і пристроях різного технічного призначення. Особливий інтерес до цієї групи матеріалів був викликаний потребами оптоелектроніки в швидкодіючих джерелах і приймачах випромінювання. Інжекційні лазери і світлодіоди на основі напівпровідників типу AIIIBV характеризуються високою ефективністю перетворення електричної енергії в електромагнітне випромінювання. Істотними перевагами таких приладів є малі габаритні розміри, простота конструкції, можливість внутрішньої модуляції випромінювання шляхом зміни напруги, що управляє, сумісність з елементами інтегральних мікросхем по робочих параметрах і технологічних операціях.На рис. 2 зображені спектри випромінювання напівпровідників AIIIBV легованих різними домішками.
Завдяки цьому напівпровідникові лазери і світлодіоди з успіхом використовуються в обчислювальній, інформаційно-вимірювальній і оборонній техніці, в космонавтиці і техніці зв'язку, а також в побутовій апаратурі.
Арсенід галію з'явився першим напівпровідником, на якому в 1962 р. був створений інжекційний лазер, тобто здійснена генерація когерентного випромінювання за допомогою р-п-переходу. Лазерний ефект виникає лише у випадку, якщо щільність струму через р-п-перехід перевищує деяке порогове значення.Порівняння ефективності люмінесценції різних матеріалів| показує, що квантовий вихід росте|зростає| із|із| збільшенням довжини хвилі|. Тому, якщо зорове сприйняття інформації не є|з'являється| обов'язковим, в пристроях|устроях| оптоелектроніки використовують в основному випромінювачі інфрачервоного диапазону.
Великий набір значень ширини забороненої зони у напівпровідників типу AIIIBV дозволяє створювати на їх основі різні види фотоприймачів, що перекривають широкий діапазон спектру рис.9. Серед них найбільшого поширення набули фотодіоди рис.10 і фотоелементи.
Арсенід галію потенційно є одним з кращих фоточутливих матеріалів для застосування в сонячних батареях.
Антимонід индию має важливе технічне значення для виготовлення приймачів інфрачервоного випромінювання, що володіють фоточутливістю аж до до « 7 мкм.
Різновидом фотонних приймачів випромінювання є фотоелектронні помножувачі, що працюють на основі зовнішнього фотоефекту
Напівпровідники
AIIIBV
дозволяють створювати ефективні
фотокатоди і емітери вторинних електронів
(рис.12). Наприклад, фотокатоди з арсеніду
галію, активованого плівкою Cs
для зниження роботи
виходу електронів, мають квантовий
вихід в ближній інфрачервоній
області спектру на декілька порядків
вище, ніж у фотокатодів з традиційних
матеріалів.
Рис.11. Фотопомножувач Рис.12 . Будова фотопомножувача
Струмова нестійкість в сильних електричних полях, використовується для створення генераторів НВЧ (генераторів Ганна), що працюють в діапазоні частот 109—1010 Гц. Окрім арсеніду галію перспективними матеріалами для цих цілей є InP, InAs і тверді розчини на їх основі.
Арсенід галію і антимонід індію| застосовуються для виготовлення тунельних діодів. В порівнянні з германієвими діодами прилади з|із| арсеніду галію характеризуються вищою робочою температурою, а діоди з|із| InSb| володіють кращими частотними властивостями при низьких температурах.
На основі вузькозонних напівпровідників типу AIIIBV (InSb, InAs), що мають високу рухливість електронів, виготовляють магніторезисторы і перетворювачі Холу.
Прогрес в технології арсеніду галію, досягнутий за останнє десятиліття, відкрив широкі перспективи застосування цього матеріалу для створення польових транзисторів і швидкодіючих інтегральних мікросхем. В порівнянні з кремнієм арсенід галію є складнішим в технологічному плані матеріалом. На нім важко виростити стабільний власний оксид, він не допускає дифузійного легування донорними домішками. Розкладання при високих температурах створює труднощі при проведенні операцій відпалу. Проте вдосконалення техніки эпитаксии, освоєння технології іонного легування, лазерного відпалу, електронно-променевої літографії, розробка нових методів осадження захисних шарів дозволяють реалізувати можливості арсеніду галію в підвищенні ступеня інтеграції і швидкодії інтегральних мікросхем.
До з'єднань типу AIIBVI відносять халькогеніди цинку, кадмію і ртуті. Серед них можна виділити сульфіди, селеніди і телуриди. До цієї групи не входять оксиди вказаних металів.
Із всіх з'єднань типу AIIBVI по масштабах застосування виділяються сульфід цинку ZnS і сульфід кадмію CdS. Перший є основою для багатьох промислових люмінофорів, а другий широко використовується для виготовлення фоторезисторів, що мають високу чутливість у видимій області спектру. Саме на сульфіді цинку Г. Дестріо вперше спостерігав свічення в змінному електричному полі. До цих пір люмінофори з ZnS перевершують інші матеріали по внутрішньому квантовому виходу. Залежно від умов синтезу ZnS кристалізується в двох модифікаціях — високотемпературною гексагональною і низькотемпературною кубічною. Точка фазового переходу лежить поблизу 1020°С. Перевагу віддають люмінофорам з кубічною структурою зважаючи на підвищену яскравість свічення. Проте практично майже завжди в сульфідних люмінофорах є суміш обох модифікацій. Важливою особливістю сульфіду цинку є те, що він утворює безперервний ряд твердих розчинів з CdS, CdSe, ZnSe. При цьому добавка CdS стабілізує гексагональну модифікацію, а добавка ZnSe — кубічну.
Спектр випромінювання люмінофорів визначається типом активаторів| люмінесценції. Найбільш широке розповсюдження|поширення| отримали| електролюмінофори, активовані міддю, які випромінюють в зеленій і блакитній|голубій| областях спектру. Щоб|аби| підвищити розчинність акцепторної домішки|нечистоти| міді до складу люмінофора вводять|запроваджують| еквівалентну кількість донорів (галогенів), які виступають|вирушають| як соактиватори | люмінесценції. Ефективні люмінофори з|із| випромінюванням в жовтій області спектру отримують|одержують| при активації сульфіду цинку марганцем.
Недоліком|нестачею| електролюмінесцентних пристроїв|устроїв| на основі сульфіду | цинку є|з'являється| відносно висока швидкість деградації | (погіршення їх властивостей).
Домішки можуть грати істотну роль і в механізмі власної фотопровідності напівпровідників AIIBVI, оскільки від їх природи і концентрації залежить час життя нерівноважних носії в заряду, а воно, у свою чергу, визначає фоточутливість і швидкість фотовідповіді. При цьому важливий не стільки донорний або акцепторний характер домішкових атомів, скільки приналежність їх центрам рекомбінації або пасткам захоплення. Введенням спеціальних домішок, так званих центрів сенсибілізації, можна істотно підвищити чутливість власних фоторезисторів.
В
исокою
фоточутливістю володіють також
зразки|взірці|
сульфіду кадмію, легованого міддю. При
сильному легировании|
міддю домінуючу роль починає|розпочинає|
грати домішкова фотопровідність|,
що знаходить|находить|
віддзеркалення|відображення|
в зсуві|зміщенні|
спектральної характеристики|
(рис.
13).
Окрім сульфіду кадмію для виготовлення фоторезисторів, чутливих до видимого випромінювання, використовують плівки і спечені порошкоподібні солі|соль| CdSe|.
Вузькозонні напівпровідники типу AIIBVI представляють інтерес для створення приймачів далекого ІЧ-випромінювання. Особливу увагу привертають тверді розчини CdхHg1-хTe, спектр фоточутливості яких перекриває атмосферне «вікно прозорості» в області 8—14 мкм.
Плівки з селениду і теллуриду ртуті, завдяки високій рухливості електронів, застосовують для виготовлення високочутливих датчиків Холу. Висока ефективність випромінювальної рекомбінації в напівпровідниках типу AIIBVI дозволяє використовувати монокристали цих з'єднань як робоче тіло напівпровідникових лазерів, що порушуються електронним пучком.
Серед напівпровідникових з'єднань типу AIVBVI найбільш вивченими є халькогеніди свинцю PbS, PbSe, PbTe. Як вузькозонні напівпровідники вони давно застосовуються як детектори ІЧ-випромінювання.
Всі три з'єднання кристалізуються в кубічній структурі типу NaCI. Електричні властивості халькогенідів свинцю багато в чому визначаються відхиленнями від стехіометрії. Надлишок атомів свинцю викликає електронну електропровідність, а надлишок халькогена — діркову. При термообробці кристалів р-типу у вакуумі або у присутності пари металевого свинцю вони набувають електропровідності n-типу. Відпал халькогенідів в парах халькогену надає напівпровіднику електропровідність р-типу. У разі дуже великої кількості надмірних атомів свинцю в PbS виникають металеві містки. Такі зразки в електричному відношенні поводяться як металевий свинець. Для них спостерігається надпровідність при температурі нижче 7,2 К.
Тонкі плівки і полікристалічні шари халькогенідів| свинцю| мають високу фоточутливість в далекій інфрачервоній області спектру, причому «червона» межа|кордон| внутрішнього фотоефекту з|із| пониженням температури зміщується в довгохвильову область. Завдяки хорошим|добрим| фотоелектричним властивостям халькогеніди| свинцю| широко використовуються для виготовлення фоторезисторів.
При низьких температурах в цих матеріалах можлива эффективна| випромінювальна рекомбінація, що дозволяє створювати на їх основе| лазери інжекційного типу|типа|. Крім того, халькогеніди| свинцю володіють сприятливим поєднанням властивостей для виготовлення термоелементів| напівпровідникових термоелектричних генераторів.
Великий науковий і практичний інтерес представляють тверді розчини на основі теллуридів свинцю і олова.
Одна з головних причин підвищеного інтересу до твердих розчинів на основі халькогенідів свинцю зв'язана з використанням цих матеріалів для виготовлення фотоприймачів з високою спектральною чутливістю в діапазоні «атмосферного вікна» 8—14 мкм, яке відповідає максимуму випромінювання абсолютно чорного тіла при 300К. Перспективне використання твердих розчинів Pb. SnxTe для інжекційних лазерів з випромінюванням в спектральному діапазоні до 30 мкм. Це значення відповідає максимальній довжині хвилі випромінювання для напівпровідникових лазерів.
Контрольні питання
Які чинники, як і чому можуть змінювати електропровідність напівпровідникових матеріалів?
Перерахуйте деякі напівпровідникові хімічні з'єднання, відзначте їх властивості і області застосування.
В чому полягає суть фотоелектричних явищ в напівпровіднику?
Опишіть напівпровідникові матеріали на основі карбіду кремнію і вкажіть області застосування їх в електротехніці.
Приведіть характеристики напівпровідникових терморезисторів і вкажіть області їх застосування в техніці.
Лекція 13