67. Электропроводность, фотопроводимость полупроводников

Электропроводность - способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

Единица измерения – сименс(См)

Тела, проводящие электрический ток, называются проводниками, в отличие от изоляторов (диэлектриков). Проводники всегда содержат свободные носители заряда — электроны, ионы, упорядоченное движение которых и есть электрический ток.

Удельной проводимостью - мера способности вещества проводить электрический ток. Электрическая проводимость G проводника длиной L с площадью поперечного сечения S может быть выражена через удельную проводимость вещества, из которого сделан проводник, следующей формулой:

Удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м)

Фотопроводимость полупроводников — увеличение электропроводности полупроводников под действием электромагнитного излучения — может быть связана со свойствами как основного вещества, так и содержащихся в нем примесей. В первом случае при поглощении фотонов, соответствующих собственной полосе поглощения полупроводника, т. е. когда энергия фотонов равна или больше ширины запрещенной зоны (h  E), могут совершаться перебросы электронов из валентной зоны в зону проводимости, что приведет к появлению добавочных (неравновесных) электронов (в зоне проводимости) и дырок (в валентной зоне). В результате возникает собственная фотопроводимость, обусловленная как электронами, так и дырками.

68. Классификация полупроводниковых материалов

Полупроводниковые материалы, вещества с четко выраженными свойствами полупроводников в широком интервале температур, включая комнатную (~ 300 К), являющиеся основой для создания полупроводниковых приборов. Для полупроводниковых материалов характерна высокая чувствительность электрофизических свойств к внешним воздействиям (нагрев, облучение, деформации и т.п.), а также к содержанию структурных дефектов и примесей.

Полупроводниковые материалы по структуре делятся на кристаллические, твердые аморфные и жидкие. Наибольшее практическое применение находят неорганические кристаллические полупроводниковые материалы.

Полупроводниковыми свойствами могут обладать как неорганические, так и органические вещества. Основу электроники составляют неорганические полупроводники. Неорганические полупроводники делятся на твердые и жидкие. Твердые - на кристаллические, поликристаллические и аморфные. Кристаллические в свою очередь делятся на элементарные, химические соединения и твердые растворы. К элементарным относятся Si и Gе. К химическим соединениям - соединения типа A3B5, A2B6, A4B4, A4B6 Полупроводники являются основой активных приборов, способных усиливать мощность или преобразовывать один в другой различные виды энергии в малом объеме твердого тела без существенных потерь. Это обусловило широкое применение полупроводников в микроэлектронике и оптоэлектронике.

Примеси в полупроводниках Различают примесные и собственные (т.е. беспримесные) полупроводники. В собственных полупроводниках переход электронов в зону проводимости осуществляется только из валентной зоны, поскольку в запрещенной зоне отсутствуют разрешенные уровни, вносимые примесными атомами. Носителями заряда в таком полупроводнике являются электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. Общее количество носителей в обеих зонах совпадает.