Zdefiniuj pojęcia: półprzewodnik (wymień znane ci materiały, rodzaje), defekty

strukturalne ( opisz ich naturę).

PÓŁPRZEWODNIKI - są to materiały nieorganiczne lub organiczne najczęściej krystaliczne

o rezystywności (10-6 ÷ 106 Ωm), co plasuje je między przewodnikami a izolatorami.

Wartość rezystancji półprzewodnika maleje ze wzrostem temperatury. Półprzewodniki posiadają pasmo wzbronione między pasmem walencyjnym a pasmem przewodzenia w zakresie 0 - 5 eV.

Są to materiały, których własności elektryczne (rezystywność) silnie zależą od:

- temperatury

- oświetlenia

- koncentracji domieszek (czystości)

Ze względu na skład chemiczny dzieli się je na:

1. pierwiastkowe (zbudowane z atomów jednego pierwiastka)

IV gr.- StIV, GeVI, CIV, (BIII, SeVI, TeVI)

1. związki chemiczne (o składzie ilościowym zgodnym z wymaganiami

wartościowości - skład stechiometryczny)

AIVBIV,- SiC, AIIIBv - GaAs, AIIBVI - ZnS, CdTe,HgTe, AIVBVI

1. kryształy mieszane (dwa lub więcej pierwiastków lub związków, skład ilościowy może się zmieniać w szerokich granicach, nie są idealnie jednorodne)

GexSi1-X (0< x <1), GaAs1-x PX - mieszanina GaAs i Gap -> LED

W przemyśle elektronicznym najczęściej stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi są
pierwiastki grupy 14 (np. krzem, german) oraz związki pierwiastków grup 13 i 15 (np. arsenek galu, azotek galu, antymonek indu) lub 12 i 16 (tellurek kadmu).

Materiały półprzewodnikowe są wytwarzane w postaci monokryształu, polikryształu lub proszku.

DEFEKTY STRUKTURALNE - są to zakłócenia spowodowane nieprawidłowym rozmieszczeniem niektórych atomów w sieci krystalicznej.

- luki węzłowe - wakanse, węzły sieci krystalicznej przypadkowo nie obsadzone przez właściwe atomy

- atomy międzywęzłowe - dodatkowe atomy własne znajdują się w położeniach, które w idealnej sieci nie powinny być obsadzone.

- atomy obce - w węzłach lub położeniach międzywęzłowych sieci.

- dyslokacje - zaburzenia ciągłości przesunięcie części sieci w stosunku do pozostałej części

- powierzchnia - powierzchnia kryształu na której urywa się periodyczna struktura sieci

krystalicznej

Domieszki (zanieczyszczenia sieci) powodują pojawienie się dozwolonych poziomów

energetycznych w paśmie wzbronionym, energia jonizacji domieszek jest bardzo mała w

porównaniu z szerokością pasma wzbronionego, zatem nośniki z poziomów domieszkowych

mogą być łatwo dostarczane do odpowiednich pasm.

Defektami nazywa się półprzewodniki niesamoistne lub półprzewodniki domieszkowe.

Dokonaj klasyfikacji materiałów z użyciem modelu pasmowego. Podaj przykłady

współczesnych materiałów półprzewodnikowych.

W powszechnie stosowanej klasyfikacji materiałów elektronicznych wyróżnia się :

- przewodniki

- półprzewodniki

- dielektryki (izolatory)

W klasyfikacji tej jako kryterium podziału zwykle przyjmuje się umownie wartości graniczne

rezystywności p w temperaturze T = 300. Innym często stosowanym kryterium głębiej ujmującym istotę fizyczną tej klasyfikacji jest wartość szerokości pasma wzbronionego Wg. Gdy szerokość pasma wzbronionego jest większa niż pewna umownie przyjęta wartość, najczęściej 2 eV, wówczas materiał jest dielektrykiem.

Dla przewodników Wg w przybliżeniu = 0, natomiast dla półprzewodników 0 <Wg < 2 eV.

Podana wyżej klasyfikacja materiałów została dokonana ze względu na właściwości elektryczne, najważniejsze ze względu na zastosowanie materiałów w elektronice. Przyjmując inne kryteria podziału można oczywiście wydzielić jeszcze inne grupy materiałów o wspólnych specyficznych cechach.