А. Ф. Новиков строение вещества
Дырочная проводимость выражается формулой: σ = е · n р · u р
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
1022 3
|
Дырочная проводимость выражается формулой: σ = е · n р · u р . Обозначения аналогичны предыдущей формуле, только индекс │ р обозначает здесь параметр, относящийся к дырке. Суммарная проводимость собственного полупроводника может быть записана так: σ = σ n + σ p = е · (n n · u n + n р · u р ) , здесь u n , u р – подвижности электрона и дырки в кристалле 1) . С повышением температуры возрастает концентрация как электронов, так и дырок, и проводимость образца возрастает. Так зонная теория объясняет наблюдаемое понижение сопротивления полупроводников с температурой. 1) Под подвижностью понимают то приращение скорости электрона в кристаллической решетке, которое он испытывает при наложении электрического поля напряженностью 1 В/м. Размерность этой величины – м 2 / В·с. 78 Электроны валентной зоны могут быть переведены в зону проводимости не только тепловых воздействием, но и путем сообщения электронам энергии других видов, например, электромагнитного поля. Если квант излучения обладает энергией, равной или большей, чем ширина запрещенной зоны, то электрон, воспринявший энергию кванта, может перейти из валентной зоны в зону проводимости, при этом образуются электрон и дырка, и кристалл приобретает дополнительную проводимость. Это явление повышения проводимости кристалла под воздействием квантов света носит название внутреннего фотоэффекта. Внутренний фотоэффект лежит в основе таких важных для современной науки и техники устройств, как приемники излучения. Возможен и обратный процесс: электроны, переведенные каким-либо образом в зону более высоких энергий, могут (при определенных условиях) переходить в состояния с меньшей энергией, отдавая избыток своей энергии в виде квантов электромагнитного излучения. На этом принципе основана работа полупроводниковых и диэлектрических источников излучения, в том числе лазеров и фотодиодов. Большую роль в оптическом производстве как его сырьевая основа играет кварц SiO 2 . В природе он встречается в виде горного хрусталя. Структурообразующим элементом его является группа [SiO 4 ] 4– , где атом кремния с валентными электронами, гибридизованными по s р 3 - типу, окружен четырьмя ионами кислорода, дающими тетраэдрическую координацию. Тетраэдрическая координация, вообще, характерна для типично ковалентных кристаллов, однако в кварце проявляется весьма значительная степень ионности благодаря разности электроотрицательностей кремния и кислорода (см. табл.3). Чисто тетраэдрическое строение имеет только одна из аллотропических модификаций диоксида кремния – кристобалит. В низкотемпературных модификациях тетраэдры [SiO 4 ] 4– упорядочены более сложным образом – с образованием полярной оси кристалла, что обусловливает целый ряд особых оптических свойств кварца: способности к поляризации и к повороту плоскости поляризации падающего света, способности к двойному лучепреломлению и другие. Высокая энергия кристаллической решетки и, следовательно, высокие частоты колебаний связей приводят к тому, что оптические колебания кристаллом не поглощаются и кварц показывает высокую прозрачностъ. жүктеу/скачать 2,4 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|