§53 Приместные полупроводники

Проводимость приместных полу проводников обусловленно примесями и называют приместной (атомы посторонних элементов или различные дефекты).

Для уменьшения ширины запрещенной зоны в полупроводник вводят примеси. Содержание примесей в кристалле значительно меньше чем содержание примесей основного вещества. Атомы примесей не взаимодействуют между собой и не образуют собственных зон энергий.

При введении примесей происходит насыщение поля решетки, что приводит к появлению дополнительного энергетического уровня электронно-приместного.

Рассмотрим два случая:

1. Заменим атом германия на мышьяк Ge→As.

Один электрон не может образовать ковалентой связи, поэтому он может легко оторваться от атома и стать свободным. Следовательно в полупроводниках с приместью валентность которой на еденицу больше, чем валентность основного атома. Основными носителями являются электронами и возникают проводимость «n»-типа.

Такие примеси которые являются источниками электрона являются донорами, а энергетические примесные уровни донорами и проводимость донорная.

Введем в кремний (IV) Бор(III)

Для образования связи с 4-я соседними атомами кремния у бора не хватает одного электрона, одна из связей остается неукомплектованой поэтому четыре электрона может быть захвачен от соседнего атома основного вещества, где образуется дырка, которая будет перемещаться по кристаллу как положительный заряд.

Таким образом в полупроводнике с приместью валентность которого на еденицу меньше валентности основного атома, основными носителями являютс ядырки возникае дырочная проводимость при проводимостиp-типа.

Примеси, которые захватывают электроны из валентной зоны акцепторы, энергетические уровни акцепторные, проводимость-акцепторная. .

АВ-низкая температура, участок приместной проводимости;

ВС-участок насыщения;

CD-участок собственной проводимости.

{Дома: Контакт двух полупроводников (p-n-переход)}

Элементы физики атомного ядра

§1 Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое зарядовое число.

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов.

Протоны и нейтроны – это нуклоны. Общее число нуклонов в ядре – это массовое число обозначающее обозначается А. Ядро обозначают ,z-атомный номер или число протонов;

A-массовое число, число нуклонов.

Атомное ядро харктеризуется зарядом z_e. Оно совпадает с порядковым номером элементов в таблице Менделеева, т.к. атом нейтрален, то заряд ядра определяет число электронов в атоме. Ядра с одинаковыми z но разными А, т.е. разным числом (N=A-z)-изотоп. Ядра с различными z по одинаковыми А-изобары.

§2 Деффект массы и энергия связи ядра

Массу ядер можно определить с помощью масс спектрометра. Эти исследования показали, что масса ядра <чем сумма масс составляющих его нуклонов. Т.к. измененние массы должно соответствовать изменению энергии, то при образовании ядра должна выделяться определенная энергия. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщипить ядро на отдельные нуклоны-Энергия связи.

При расчете дефекта масс нужно брать цифры 6-7 знака после запятой. 1_аем=1,67*10^-27кг.

Вместо энергии связи часто используют удельную энергию связи -характеризует устойчивость атомных ядер, чем больше, тем устойчивей ядро.

Тяжелым ядрам энергетически выгодно расподаться на средние ядра, при этом выделяется большое колличество энергии, объеднение лишних ядер приводит к еще большему выделению энегии. Ядерные реакции при высоких температурах получили название – термоядерные реакции. До сих пор не созданы управляемые ядерные реакции. Уменьшение объясняется тем, что с возростанием ядра протонов, в ядре увеличивается их энергия куллоновскиго отталкивания. Существуют магические ядра- они более устойчивые.N_p=2, 8, 20…и дважды устойчивые .