Π§Ρ‚ΠΎ прСдставляСт собой ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ – Β» :

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ВикипСдия

ΠœΠΎΠ½ΠΎΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΉ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉΒ β€” ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹ΠΉ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΠΈ сСгодня.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΜΠΊΒ β€” ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», ΠΏΠΎ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ проводимости Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ мСсто ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ диэлСктриками, ΠΈ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉΡΡ ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² сильной Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ проводимости ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсСй, Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΈ воздСйствия Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΈΠ΄ΠΎΠ² излучСния. ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹ΠΌ свойством ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² являСтся ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ элСктричСской проводимости с ростом Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹[1].

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ кристалличСскиС вСщСства, ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… составляСт порядка элСктрон-Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π° (эВ). НапримСр, Π°Π»ΠΌΠ°Π· ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ отнСсти ΠΊ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ·ΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ (ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 7 эВ), Π° арсСнид индия — ΠΊ ΡƒΠ·ΠΊΠΎΠ·ΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌ (0,35 эВ). К числу ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² относятся ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ химичСскиС элСмСнты (Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, сСлСн, Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€, ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅), ΠΎΠ³Ρ€ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠ΅ количСство сплавов ΠΈ химичСских соСдинСний (арсСнид галлия ΠΈ Π΄Ρ€.).

Атом Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ химичСского элСмСнта Π² чистой кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠ΅ (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π°Ρ‚ΠΎΠΌ фосфора, Π±ΠΎΡ€Π° ΠΈ Ρ‚. Π΄. Π² кристаллС крСмния) называСтся ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ. Π’ зависимости ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΎΡ‚Π΄Π°Ρ‘Ρ‚ Π»ΠΈ примСсной Π°Ρ‚ΠΎΠΌ элСктрон Π² кристалл (Π² Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΌ примСрС – фосфор) ΠΈΠ»ΠΈ Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π΅Π³ΠΎ (Π±ΠΎΡ€), примСсныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ. Π₯Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ примСси ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π² зависимости ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΠ½Π° Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Π΅Ρ‚, Π² ΠΊΠ°ΠΊΡƒΡŽ ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ встраиваСтся.

ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² сильно зависит ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹. Π’Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ нуля ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ свойства диэлСктриков.

ru-wiki.ru

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ

ВсС вСщСства Π² зависимости ΠΎΡ‚ элСктропроводности дСлятся Π½Π°: ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ диэлСктрики.

Π’ΠΎ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ Π₯Π₯ Π²Π΅ΠΊΠ° Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π»Π΅ΠΊΠ»ΠΈ кристаллы, свойства ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Π½ΠΎ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°Π»ΠΈΡΡŒ ΠΎΡ‚ свойств ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ²), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ΠΎΡ‚ свойств диэлСктриков.

Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ особый Ρ‚ΠΈΠΏ кристаллов Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ проводят элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ, Π½ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ…ΡƒΠΆΠ΅, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ (ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹). Π˜Ρ… ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ²), с ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ. Π­Ρ‚ΠΎ сблиТаСт ΠΈΡ… с диэлСктриками, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… с ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ. Π”Π°Π»ΡŒΠ½Π΅ΠΉΡˆΠ΅Π΅ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π»ΠΎ ΠΊ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ Ρƒ Π½ΠΈΡ… ряда Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… свойств, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π² настоящСС врСмя ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ….


ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ диэлСктриками. К ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ относятся элСмСнты IV Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹ пСриодичСской систСмы элСмСнтов Π”.И. МСндСлССва, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π° внСшнСй ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона. Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ – Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ Ge ΠΈ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ Si.

К ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ относятся кристаллы, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ связаны насыщСнными ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ связями. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ кристалла ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ кристалл крСмния. Однако ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ кристаллы с ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связью Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ диэлСктриками. НапримСр, Π°Π»ΠΌΠ°Π· ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΎΠΉ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ Π² 1011-1012 Ρ€Π°Π· большС ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния крСмния. Π§Π΅ΠΌ ΠΆΠ΅ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ сущСствСнноС Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ свойств этих кристаллов?

Начнём с Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, ΠΈ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ кристаллС ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ насыщСны, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΈΡ… Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Ρ‘Ρ… Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° находится Π² ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΌ Π²Π»Π°Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π΄Π²ΡƒΡ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², ΠΎΠ±ΡŠΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΠ²ΡˆΠΈΡ… свои Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Π°Π»ΠΈ. ΠΠ°Ρ…ΠΎΠ΄ΡΡΡŒ Π² ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΌ Π²Π»Π°Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π΄Π²ΡƒΡ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², Π½ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ элСктрон Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ свободно ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ кристаллу, Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ссли кристалл находится Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅. ΠšΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»Ρ‹ с ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связью Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ диэлСктриками ΠΈ Π°Π»ΠΌΠ°Π· ΠΏΠΎΠ΄Ρ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ оТидания. ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΆΠ΅ кристалл крСмния ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ?

ΠšΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Π°Ρ связь элСктронов с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ Π² кристаллах, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ всякая другая связь, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΎΡ€Π²Π°Π½Π°, Ссли ΡΠΎΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΡ‚ΡŒ элСктрону Π΄ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ для этого ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. Π’ кристаллС крСмния для Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Π° связи с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ элСктрону Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠ° энСргия ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 1, 1 эВ β‰ˆ 1, 76 Β· 10-19 Π”ΠΆ, Π° Π² кристаллС Π°Π»ΠΌΠ°Π·Π° 7 эВ β‰ˆ 11,2 Β· 10-19 Π”ΠΆ. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ срСдняя энСргия Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 0,04 эВ β‰ˆ 0,064 Β· 10-19 Π”ΠΆ. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ энСргия Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² распрСдСляСтся случайным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Π² кристаллС крСмния врСмя ΠΎΡ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π΄ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ для ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²Π° элСктрона ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π² кристаллС крСмния ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ имССтся нСбольшоС количСство свободных элСктронов. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ количСство освобоТдённых Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ элСктронов увСличиваСтся. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния крСмния.

Π’ кристаллС Π°Π»ΠΌΠ°Π·Π° энСргия связи Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Π² кристаллС крСмния. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ Π² Π½Ρ‘ΠΌ ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ свободныС элСктроны.

Условно принято ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ кристаллы с энСргиСй связи элСктронов Π½Π΅ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ 1,5 эВ — 2 эВ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ, Π° с энСргиСй связи элСктронов Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ 2 эВ – диэлСктриками.

ΠžΡΡ‚Π°Π»ΠΈΡΡŒ вопросы? Π₯ΠΎΡ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π·Π½Π°Ρ‚ΡŒ большС ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…?
Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Ρ€Π΅ΠΏΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΠΎΡ€Π° – Π·Π°Ρ€Π΅Π³ΠΈΡΡ‚Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠΉΡ‚Π΅ΡΡŒ.
ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠΊ – бСсплатно!

Π—Π°Ρ€Π΅Π³ΠΈΡΡ‚Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ

Β© blog.tutoronline.ru, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ частичном ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ссылка Π½Π° пСрвоисточник ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°.

blog.tutoronline.ru

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ‚ΠΈΠΏΡ‹, свойства 🚩 ЕстСствСнныС Π½Π°ΡƒΠΊΠΈ

Π‘Π°ΠΌΡ‹ΠΌ извСстным ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ являСтся ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ (Si). Но, ΠΏΠΎΠΌΠΈΠΌΠΎ Π½Π΅Π³ΠΎ, сСгодня извСстно ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²: ΠΊΡƒΠΏΡ€ΠΈΡ‚ (Cu2O), цинковая ΠΎΠ±ΠΌΠ°Π½ΠΊΠ° (ZnS), Π³Π°Π»Π΅Π½ΠΈΡ‚ (PbS) ΠΈ Π΄Ρ€.

Π’ Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π΅ МСндСлССва 25 химичСских элСмСнтов ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌΠΈ, ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… 13 элСмСнтов ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ свойствами. ОсновноС ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСмСнтов Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΡ… ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ сущСствСнно возрастаСт ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹.

Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° являСтся Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ сопротивлСниС ΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ΄ воздСйствиСм свСта. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² мСняСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² состав Π½Π΅Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ количСства примСси.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ срСди химичСских соСдинСний с Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹ΠΌΠΈ кристалличСскими структурами. НапримСр, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ элСмСнты, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ ΠΈ сСлСн, ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½Ρ‹Π΅ соСдинСния Π½Π°ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±ΠΈΠ΅ арсСнид галлия.

К ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ органичСскиС соСдинСния, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠ°Ρ†Π΅Ρ‚ΠΈΠ»Π΅Π½ (БН)n. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡΠ²Π»ΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ (Cd1-xMnxTe) ΠΈΠ»ΠΈ сСгнСтоэлСктричСскиС свойства (SbSI). ΠŸΡ€ΠΈ достаточном Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ становятся свСрхпроводниками (SrTiO3 ΠΈ GeTe).

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» с элСктричСским сопротивлСниСм ΠΎΡ‚ 10-4 Π΄ΠΎ 107 Ом·м. Π’ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅: ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ 0 Π΄ΠΎ 3 эВ.

ЧистыС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ собствСнной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ собствСнными, ΠΎΠ½ΠΈ содСрТат Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠ΅ число Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΈ свободных элСктронов. БобствСнная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² возрастаСт ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π΅. ΠŸΡ€ΠΈ постоянной Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ количСство Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ остаСтся Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ.

НаличиС примСсСй Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ сущСствСнноС влияниС Π½Π° ΠΈΡ… ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. Π­Ρ‚ΠΎ позволяСт ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ количСство свободных элСктронов ΠΏΡ€ΠΈ нСбольшом числС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΈ Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ примСсной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ с Π»Π΅Π³ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΎΡ‚Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ элСктроны, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ. Π”ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ примСсями ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, фосфор ΠΈ висмут.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ элСктроны ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌ самым Π² Π½Π΅ΠΌ количСство Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ. АкцСпторныС примСси: Π±ΠΎΡ€, Π³Π°Π»Π»ΠΈΠΉ, ΠΈΠ½Π΄ΠΈΠΉ.

Π₯арактСристики ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° зависят ΠΎΡ‚ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ² Π΅Π³ΠΎ кристалличСской структуры. Π­Ρ‚ΠΎ являСтся основной ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ нСобходимости выращивания Π² искусствСнных условиях ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ чистых кристаллов.

ΠŸΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°ΠΌΠΈ проводимости ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΈ этом ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ добавлСния Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… присадок. ΠšΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»Ρ‹ крСмния Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ фосфором, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ случаС являСтся Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€ΠΎΠΌ для создания кристалла крСмния n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°. Для получСния кристалла с Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ Π±ΠΎΡ€.

Π‘Π°ΠΌΡ‹ΠΌ распространСнным одноэлСмСнтным ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ являСтся ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ. ВмСстС с Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (Ge) ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ считаСтся ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚ΠΈΠΏΠΎΠΌ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ³ΠΎ класса ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ структурами кристалла.

Π‘Ρ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π° кристаллов Si ΠΈ Ge такая ΠΆΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρƒ Π°Π»ΠΌΠ°Π·Π° ΠΈ Ξ±-ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π° с Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ…ΠΊΡ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ координация, Π³Π΄Π΅ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‚ 4 Π±Π»ΠΈΠΆΠ°ΠΉΡˆΠΈΡ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°. ΠšΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»Ρ‹ с тСтрадричСской связью ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π±Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ для ΠΏΡ€ΠΎΠΌΡ‹ΡˆΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΈ ΠΈΠ³Ρ€Π°ΡŽΡ‚ ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π²ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π² соврСмСнной Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ.

Бвойства ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ одноэлСмСнтных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²:

  1. ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ – ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎ примСняСмый Π² солнСчных батарСях, Π° Π² Π°ΠΌΠΎΡ€Ρ„Π½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅ Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… солнСчных батарСях. Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΎΠ½ являСтся Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ часто ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ Π² фотоэлСмСнтах. Он прост Π² производствС ΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΌΠΈ мСханичСскими ΠΈ элСктричСскими ΠΈ качСствами.
  2. Алмаз – ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ тСрмичСской ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, прСвосходными оптичСскими ΠΈ мСханичСскими характСристиками, высокой ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.
  3. Π“Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² Π³Π°ΠΌΠΌΠ°-спСктроскопии, высокоэффСктивных фотоэлСмСнтах. Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ примСнялся ΠΏΡ€ΠΈ создании ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Ρ… Π΄ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΈ транзисторов. Π•ΠΌΡƒ трСбуСтся мСньшС очистки, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΡŽ.
  4. Π‘Π΅Π»Π΅Π½ – ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, примСняСмый Π² сСлСновых выпрямитСлях, ΠΎΠ½ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ высокой Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ ΡƒΡΡ‚ΠΎΠΉΡ‡ΠΈΠ²ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΊ ΡΠ°ΠΌΠΎΠ²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ.

Рост ионности элСмСнтов мСняСт свойства ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ позволяСт ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ двухэлСмСнтныС соСдинСния:

  1. АрсСнид галлия (GaAs) – Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΏΠΎ частотС примСнСния послС крСмния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΎΠ½ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² качСствС ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΠΈ для Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π² ИК-сСтодиодах, высокочастотных микросхСмах ΠΈ транзисторах, фотоэлСмСнтах, Π»Π°Π·Π΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°Ρ…, Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π°Ρ… ядСрного излСчСния. Однако ΠΎΠ½ Ρ…Ρ€ΡƒΠΏΠΎΠΊ, содСрТит большС примСсСй ΠΈ слоТСн Π² ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ.
  2. Π‘ΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ Ρ†ΠΈΠ½ΠΊΠ° (ZnS) – цинковая соль сСроводородной кислоты ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² Π»Π°Π·Π΅Ρ€Π°Ρ… ΠΈ Π² качСствС Π»ΡŽΠΌΠΈΠ½ΠΎΡ„ΠΎΡ€Π°.
  3. Π‘ΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π° (SnS) – ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹ΠΉ Π² Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ΄ΠΈΠΎΠ΄Π°Ρ… ΠΈ фоторСзисторах.

ΠžΠΊΡΠΈΠ΄Ρ‹ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ прСкрасными изоляторами. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² этого Ρ‚ΠΈΠΏΠ° – оксид ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ, оксид никСля, Π΄Π²ΡƒΠΎΠΊΠΈΡΡŒ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ, оксид ΠΊΠΎΠ±Π°Π»ΡŒΡ‚Π°, оксид Свропия, оксид ΠΆΠ΅Π»Π΅Π·Π°, оксид Ρ†ΠΈΠ½ΠΊΠ°.

ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅Π΄ΡƒΡ€Π° выращивания ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Π½Π΅ совсСм ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½Π°, поэтому ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠΊΠ° ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΎ Π·Π° ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ оксида Ρ†ΠΈΠ½ΠΊΠ° (ZnO), ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ Π² качСствС прСобразоватСля ΠΈ Π² производствС клСящих Π»Π΅Π½Ρ‚ ΠΈ пластырСй.

Помимо этого оксид Ρ†ΠΈΠ½ΠΊΠ° примСняСтся Π² варисторах, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°Ρ… Π³Π°Π·Π°, Π³ΠΎΠ»ΡƒΠ±Ρ‹Ρ… свСтодиодах, биологичСских сСнсорах. Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΈ для покрытия ΠΎΠΊΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… стСкол с Ρ†Π΅Π»ΡŒΡŽ отраТСния инфракрасного свСта, Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Π–Πš-дисплСях ΠΈ солнСчных батарСях.

БлоистыС кристаллы ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½Ρ‹Π΅ соСдинСния, ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ Π΄ΠΈΠΈΠΎΠ΄ΠΈΠ΄Ρƒ свинца, Π΄ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Ρƒ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° ΠΈ сСлСниду галлия. Они ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ слоистым строСниСм кристалла, Π³Π΄Π΅ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ силы. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° интСрСсны Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктроны Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ сСбя Π² слоях ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈ-Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ. ВзаимодСйствиС слоСв измСняСтся Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π² состав сторонних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π”ΠΈΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ ΠΌΠΎΠ»ΠΈΠ±Π΄Π΅Π½Π° (MoS2) примСняСтся Π² высокочастотных выпрямитСлях, Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π°Ρ…, транзисторах, мСмристорах.

ΠžΡ€Π³Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΠΉ класс вСщСств: Π½Π°Ρ„Ρ‚Π°Π»ΠΈΠ½, Π°Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†Π΅Π½, ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠ΄ΠΈΠ°Ρ†Π΅Ρ‚ΠΈΠ»Π΅Π½, Ρ„Ρ‚Π°Π»ΠΎΡ†ΠΈΠ°Π½ΠΈΠ΄Ρ‹, ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠ²ΠΈΠ½ΠΈΠ»ΠΊΠ°Ρ€Π±Π°Π·ΠΎΠ». Π£ Π½ΠΈΡ… Π΅ΡΡ‚ΡŒ прСимущСство ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ нСорганичСскими: ΠΈΠΌ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ Π½ΡƒΠΆΠ½Ρ‹Π΅ качСства. Они ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ оптичСской Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈ поэтому ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ оптоэлСктроникС.

ΠšΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Π°Π»Π»ΠΎΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ‹ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ относятся ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ:

  • Π€ΡƒΠ»Π»Π΅Ρ€Π΅Π½ со структурой Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ Π²Ρ‹ΠΏΡƒΠΊΠ»ΠΎΠ³ΠΎ Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½Π½ΠΈΠΊΠ°.
  • Π“Ρ€Π°Ρ„Π΅Π½ с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ слоСм ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΡ€Π΄Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ элСктронов, ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ΡΡ‚ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.
  • Нанотрубки – свСрнутыС Π² Ρ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΡƒ пластины Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΡ‚Π° Π² Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π΅. Π’ зависимости ΠΎΡ‚ сцСплСния ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡΠ²Π»ΡΡ‚ΡŒ мСталличСскиС ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ качСства.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²: ΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄ Свропия, сСлСнид Свропия ΠΈ Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄Ρ‹Π΅ растворы. Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² влияСт Π½Π° ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ свойства, Π°Π½Ρ‚ΠΈΡ„Π΅Ρ€Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠ·ΠΌ ΠΈ Ρ„Π΅Ρ€Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠ·ΠΌ. Π‘ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ магнитооптичСскиС эффСкты ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΡ… для оптичСской модуляции. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ½ΠΈ Π² радиотСхничСских, оптичСских ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ…, Π² Π²ΠΎΠ»Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π°Ρ… Π‘Π’Π§-устройств.

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ сСгнСтоэлСктрики ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ΠΌ Π² Π½ΠΈΡ… элСктричСских ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ спонтанной поляризации. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²: Ρ‚ΠΈΡ‚Π°Π½Π°Ρ‚ свинца (PbTiO3), Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€ΠΈΠ΄ гСрмания (GeTe), Ρ‚ΠΈΡ‚Π°Π½Π°Ρ‚ бария BaTiO3, Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€ΠΈΠ΄ ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π° SnTe. ΠŸΡ€ΠΈ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ свойства сСгнСтоэлСктрика. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π·Π°ΠΏΠΎΠΌΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ…, Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎ-оптичСских устройствах ΠΈ ΠΏΡŒΠ΅Π·ΠΎΠ΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°Ρ….

www.kakprosto.ru

Π£Ρ€ΠΎΠΊ β„–6. Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ ΠΈΡ… свойства.

Π’ ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰ΠΈΡ… ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ… ΠΌΡ‹ рассказывали ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΈ диэлСктриках ΠΈ вскользь упомянули ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ промСТуточная Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ° проводимости, которая ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… условиях ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒ свойства ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΈΠ»ΠΈ диэлСктрика. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΈΠΏ вСщСств Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ.

Напомню: ΠΏΠΎ элСктричСским свойствам ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ срСднСС мСсто ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ Π½Π΅ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.
НаиболСС часто для производства ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, Ρ€Π΅ΠΆΠ΅ β€” сСлСн, закись ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ вСщСства.

Бвойства ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² сильно зависит ΠΎΡ‚ ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹. ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ ΠΊ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½ΡƒΠ»ΡŽ (- 273Π‘), ΠΎΠ½ΠΈ Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ сСбя ΠΏΠΎ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΊ элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ ΠΊΠ°ΠΊ изоляторы. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ ΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚, ΠΏΡ€ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ становятся свСрхпроводящими, Ρ‚. Π΅. ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ Π½Π΅ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния. Π‘ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈΡ… сопротивлСниС элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ увСличиваСтся, Π° сопротивлСниС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π΅ измСняСтся ΠΏΡ€ΠΈ дСйствии Π½Π° Π½ΠΈΡ… свСта. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм свСта, Ρ‚Π°ΠΊ называСмая Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ.

Β 

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ свСта Π² элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ ΠΆΠ΅ это ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ Π½Π΅ свойствСнно. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ увСличиваСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² Π½ΠΈΡ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСмСнтов. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² Π½ΠΈΡ… примСсСй пониТаСтся.

Π“Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ ΠΈ ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ исходными ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… соврСмСнных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ², ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π²ΠΎ Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… слоях своих ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡Π΅ΠΊ ΠΏΠΎ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона.

ВсСго ΠΆΠ΅ Π² Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ гСрмания 32 элСктрона, Π° Π² Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ крСмния 14. Но 28 элСктронов гСрмания ΠΈ 10 элСктронов крСмния, находящиСся Π²ΠΎ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΡ… слоях ΠΈΡ… ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡Π΅ΠΊ, ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ядрами ΠΈ Π½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠ°ΠΊΠΈΡ… ΠΎΠ±ΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²Π°Ρ… Π½Π΅ ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚ Π½ΠΈΡ…. Волько Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктрона Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² этих ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚, Π΄Π° ΠΈ Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ всСгда, ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ свободными. Атом ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΡΠ²ΡˆΠΈΠΉ хотя Π±Ρ‹ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ элСктрон, становится ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ. Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ располоТСны Π² строгом порядкС: ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌΠΈ ΠΆΠ΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ. Они ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΆΠ΅ располоТСны Π½Π°ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΡ… Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π΅Π΄ΠΈΠ½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Ρ‹, проходящиС Π²ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠ³ всСх сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², связывая ΠΈΡ… Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΎΠ΅ вСщСство.
Π’Π°ΠΊΡƒΡŽ взаимосвязь Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π² кристаллС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ сСбС Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ плоской схСмы, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рис. 1, Π°. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ большиС ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠΈ со Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ Β« + Β» условно ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ ядра Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² с Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΠΌΠΈ слоями элСктронной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ (ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹), Π° малСнькиС ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠΈ β€”
Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны
. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ, ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌΠΈ ΠΆΠ΅. Π›ΡŽΠ±ΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… связан с ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ сосСдним двумя Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ элСктронами, ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… «свой», Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ заимствован Ρƒ «сосСда». Π­Ρ‚ΠΎ двухэлСктронная, ΠΈΠ»ΠΈ валСнтная, связь. Бамая прочная связь! Π’ свою ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ, внСшний слой элСктронной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° содСрТит восСмь элСктронов: Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ своих ΠΈ ΠΏΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ ΠΎΡ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ… сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π—Π΄Π΅ΡΡŒ ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов «свой», Π° ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Β«Ρ‡ΡƒΠΆΠΎΠΉΒ», ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΠ½ΠΈ стали ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΌΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ связи Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π²ΠΎ всСй массС кристалла гСрмания ΠΈΠ»ΠΈ крСмния ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ кристалл ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° прСдставляСт собой ΠΎΠ΄Π½Ρƒ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρƒ. Π‘Ρ…Π΅ΠΌΡƒ взаимосвязи Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ для наглядности ΡƒΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΈΠ² Π΅Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΊΠ°ΠΊ это сдСлано Π½Π° рис. 1, 6. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ ядра Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² с Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΠΌΠΈ элСктронными ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ ΠΊΡ€ΡƒΠΆΠΊΠΎΠ² со Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ плюс, Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Π΅ связи β€” двумя линиями, ΡΠΈΠΌΠ²ΠΎΠ»ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны.

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ ΠΊ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½ΡƒΠ»ΡŽ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ сСбя ΠΊΠ°ΠΊ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π΅ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Π½Π΅ΠΌ Π½Π΅Ρ‚ свободных элСктронов. Если ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ Π½Π΅Ρ‚, связь Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ядрами ослабСваСт ΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… вслСдствиС Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ двиТСния ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠΎΠΊΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ свои Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹. Π’Ρ‹Ρ€Π²Π°Π²ΡˆΠΈΠΉΡΡ ΠΈΠ· ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΉ связи элСктрон становится свободным (Π½Π° рис. 1, Π± β€” чСрная Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°), Π° Ρ‚Π°ΠΌ, Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ½ Π±Ρ‹Π» Π΄ΠΎ этого, образуСтся пустоС мСсто. Π­Ρ‚ΠΎ пустоС мСсто Π² ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΉ связи ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° условно Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΎΠΉ (Π½Π° рис. 1 ,Π± β€” Ρ€Π°Π·ΠΎΡ€Π²Π°Π²ΡˆΠ°ΡΡΡ линия). Π§Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°, Ρ‚Π΅ΠΌ большС появляСтся свободных элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π² массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ связано с ΡƒΡ…ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈΠ· ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктрона, Π° Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ соотвСтствуСт появлСнию ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского заряда, Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ элСктрона.

Рис 1. Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ° взаимосвязи Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π² кристалС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° (Π°) ΠΈ упрощСнная схСма Π΅Π³ΠΎ структуры (Π±).

А Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ рассмотри рис. 2. На Π½Π΅ΠΌ схСматично ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ явлСниС возникновСния Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ возникновСния Ρ‚ΠΎΠΊΠ° слуТит напряТСниС, ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΊ полюсам (Π½Π° рис. 2 источник напряТСния ΡΠΈΠΌΠ²ΠΎΠ»ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π·Π½Π°ΠΊΠΈ Β« + Β» ΠΈ Β« β€” Β»). ВслСдствиС Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… явлСний Π²ΠΎ всСй массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° высвобоТдаСтся ΠΈΠ· ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… связСй Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ количСство элСктронов (Π½Π° рис. 2 ΠΎΠ½ΠΈ ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ со стрСлками). Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹, освобоТдавшиСся Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ полюса источника напряТСния, ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ этим полюсом ΠΈ уходят ΠΈΠ· массы ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, оставляя послС сСбя Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹, ΡƒΡˆΠ΅Π΄ΡˆΠΈΠ΅ ΠΈΠ· ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… связСй Π½Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΡƒΠ΄Π°Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ полюса, Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠΌ ΠΈ двиТутся Π² Π΅Π³ΠΎ сторону. Но, встрСтив Π½Π° своСм ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, элСктроны ΠΊΠ°ΠΊ Π±Ρ‹ Β«Π²ΠΏΡ€Ρ‹Π³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚Β» Π² Π½ΠΈΡ… (рис. 2, Π°), происходит Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… связСй. А Π±Π»ΠΈΠΆΠ½ΠΈΠ΅ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΠΎΠ»ΡŽΡΡƒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ элСктронами, Π²Ρ‹Ρ€Π²Π°Π²ΡˆΠΈΠΌΠΈΡΡ ΠΈΠ· Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ², располоТСнных Π΅Ρ‰Π΅ Π±Π»ΠΈΠΆΠ΅ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΠΎΠ»ΡŽΡΡƒ (рис. 2, Π±). Пока Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ дСйствуСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, этот процСсс продолТаСтся: Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Π΅ связи β€” ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… уходят Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ β€” ΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Π΅ связи β€” Π² Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Β«Π²ΠΏΡ€Ρ‹Π³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚Β» элСктроны, освободившиСся ΠΈΠ· ΠΊΠ°ΠΊΠΈΡ… β€” Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… связСй (рис. 2, Π±-Π²).

Рис 2. Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ° двиТСния элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ.

ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ нуля Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½ΠΎ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‚ ΠΈ ΠΈΡΡ‡Π΅Π·Π°ΡŽΡ‚ свободныС элСктроны ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π°, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π΅Ρ‚ Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… элСктричСских ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ. Но элСктроны ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ двиТутся хаотичСски Π² Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ стороны ΠΈ Π½Π΅ уходят Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π’ чистом ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ число Π²Ρ‹ΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠ΄ΠΈΠ²ΡˆΠΈΡ…ΡΡ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ элСктронов Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ числу ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ этом Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. ΠžΠ±Ρ‰Π΅Π΅ ΠΆΠ΅ ΠΈΡ… число ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½Π΅Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎ. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, (называСмая собствСнной), ΠΌΠ°Π»Π°, ΠΎΠ½ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ довольно большоС сопротивлСниС. Но Ссли Π² чистый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Π°ΠΆΠ΅ Π½ΠΈΡ‡Ρ‚ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ΅ количСство примСси Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСмСнтов, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ повысится. ΠŸΡ€ΠΈ этом Π² зависимости ΠΎΡ‚ структуры Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² примСсных элСмСнтов ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ элСктронной ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ.

ЭлСктронная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ

Если ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ-Π»ΠΈΠ±ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π² кристаллС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Π²ΠΎ внСшнСм слоС элСктронной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ ΠΏΡΡ‚ΡŒ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов, этот Π°Ρ‚ΠΎΠΌ β€” Β«ΠΏΡ€ΠΈΡˆΠ΅Π»Π΅Ρ†Β» Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ элСктронами свяТСтся с Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ сосСдними Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. ΠŸΡΡ‚Ρ‹ΠΉ ΠΆΠ΅ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ элСктрон Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹ окаТСтся «лишним» ΠΈ станСт свободным. Π§Π΅ΠΌ большС Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹, Ρ‚Π΅ΠΌ большС Π² Π΅Π³ΠΎ массС окаТСтся свободных элСктронов. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹ приблиТаСтся ΠΏΠΎ своим свойствам ΠΊ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρƒ: для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π½Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΠ» элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ, Π² Π½Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Ρ€Π°Π·Ρ€ΡƒΡˆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Π΅ связи. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ с ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ»ΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (n). Π—Π΄Π΅ΡΡŒ латинская Π±ΡƒΠΊΠ²Π° n β€” Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π±ΡƒΠΊΠ²Π° латинского слова negativ (Π½Π΅Π³Π°Ρ‚ΠΈΠ²), Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚ Β«ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉΒ». Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ случаС Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ смыслС, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° n основными носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды, Ρ‚.Π΅. элСктроны.

Дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ

БовсСм иная ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Π° получится, Ссли Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ввСсти Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ с трСмя Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ элСктронами, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ индия. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° индия своими трСмя элСктронами Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ связи Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ с трСмя сосСдними Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Π° для заполнСния связи с Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Π΅Ρ€Ρ‚Ρ‹ΠΌ Ρƒ Π½Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅ Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктрона. ΠžΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°. Она, ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠΌ β€” Π»ΠΈΠ±ΠΎ элСктроном, Π²Ρ‹Ρ€Π²Π°Π²ΡˆΠΈΠΌΡΡ ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ связи с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Однако нСзависимо ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Π³Π΄Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, Π² массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ индия Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Ρ‚ΡŒ элСктронов для ΠΈΡ… заполнСния. И Ρ‡Π΅ΠΌ большС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΎ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² индия, Ρ‚Π΅ΠΌ большС Π² Π½Π΅ΠΌ образуСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π² Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ элСктроны ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Ρ€Π°Π·Ρ€ΡƒΡˆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ. Π’Ρ‹Ρ€Π²Π°Π²ΡˆΠΈΠ΅ΡΡ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… элСктроны ΠΈΠ»ΠΈ ΠΆΠ΅ элСктроны, ΠΏΠΎΡΡ‚ΡƒΠΏΠΈΠ²ΡˆΠΈΠ΅ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΈΠ·Π²Π½Π΅, двиТутся ΠΎΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΊ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ΅. А Π²ΠΎ всСй массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π² любой ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ число Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ большС ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ числа свободных элСктронов. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ с Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ»ΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏ (Ρ€). Латинская Π±ΡƒΠΊΠ²Π° Ρ€ β€” пСрвая Π±ΡƒΠΊΠ²Π° латинского слова positiv (ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚ΠΈΠ²), Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚ Β«ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉΒ». Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ случаС Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ смыслС, Ρ‡Ρ‚ΠΎ явлСниС элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (Ρ€) сопровоТдаСтся Π½Π΅ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π½Ρ‹ΠΌ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΈ исчСзновСниСм ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов β€” Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. ΠŸΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡΡΡŒ Π² массС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΊ Π±Ρ‹ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Ρ€, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° n, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π· Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с чистыми.
Надо ΡΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ практичСски Π½Π΅ сущСствуСт ΠΊΠ°ΠΊ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ чистых ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎ элСктропроводимых Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠ² n ΠΈ Ρ€. Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ индия ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ нСбольшоС количСство Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСмСнтов, ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π΅ΠΌΡƒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ, Π° с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ элСмСнтов, ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π² Π½Π΅ΠΌ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. НапримСр, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰Π΅ΠΌ Π² Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° n, Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ свободными элСктронами примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹. ВслСдствиС этого ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ нСсколько ΡƒΡ…ΡƒΠ΄ΡˆΠΈΡ‚ΡΡ, Π½ΠΎ Π² Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ ΠΎΠ½ сохранит ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ. АналогичноС явлСниС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΈ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ случаС, Ссли Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄ΡƒΡ‚ свободныС элСктроны.

ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ‚ΠΈΠΏΠ° n β€” основными носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны (ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ элСктронная ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ), Π° ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Ρ€ β€” основными носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ (ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ дырочная ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ).

www.radioingener.ru

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ свСдСния

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΊ особый класс вСщСств, Π±Ρ‹Π»ΠΈ извСстны Π΅Ρ‰Π΅ с ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π° XIX Π²Π΅ΠΊΠ°, Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚Π΅Π»Π° ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»Π° ΠΏΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π·Π°Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎ Π΄ΠΎ этого Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Ρ‹:

1. эффСкт выпрямлСния Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»-ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ

2. Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Π‘Ρ‹Π»ΠΈ построСны ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ Π½Π° ΠΈΡ… основС.

О. Π’. ЛосСв (1923) Π΄ΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π» Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ использования ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ-ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π» для усилСния ΠΈ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ (кристалличСский Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€). Однако Π² ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π³ΠΎΠ΄Ρ‹ кристалличСскиС Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Π±Ρ‹Π»ΠΈ вытСснСны элСктронными Π»Π°ΠΌΠΏΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ лишь Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ 50 — Ρ… Π³ΠΎΠ΄ΠΎΠ² с ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ΠΌ транзисторов (БША 1949 Π³ΠΎΠ΄) Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (Π³Π»Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ гСрмания ΠΈ крСмния Π² радиоэлСктроникС. ΠžΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ интСнсивноС ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ‡Π΅ΠΌΡƒ способствовало ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠ² очистки кристаллов ΠΈ ΠΈΡ… Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ (Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… примСсСй).

Π’ Π‘Π‘Π‘Π  ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΈΡΡŒ Π² ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ 20 — Ρ… Π³ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ΄ руководством А.Π€. Π˜ΠΎΡ„Ρ„Π΅ Π² Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΎ-тСхничСском институтС АН Π‘Π‘Π‘Π .

Π˜Π½Ρ‚Π΅Ρ€Π΅Ρ ΠΊ оптичСским свойствам ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² возрос всвязи с ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ΠΌ Π²Ρ‹Π½ΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ излучСния Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π»ΠΎ ΠΊ созданию ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… Π»Π°Π·Π΅Ρ€ΠΎΠ² Π²Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ Π½Π° p — n — ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π½Π° Π³Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°Ρ….

Π’ послСднСС врСмя большСС распространСниС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹, основанныС Π½Π° дСйствии ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². Π­Ρ‚ΠΈ вСщСства стали ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½Π΅Π΄Π°Π²Π½ΠΎ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Π±Π΅Π· Π½ΠΈΡ… ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΎΠ±ΠΎΠΉΡ‚ΠΈΡΡŒ Π½ΠΈ соврСмСнная элСктроника, Π½ΠΈ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡ†ΠΈΠ½Π°, Π½ΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ Π½Π°ΡƒΠΊΠΈ.

Бвойства ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ — ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΠΉ класс вСщСств, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉΡΡ значСниями ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ элСктропроводности d, Π»Π΅ΠΆΠ°Ρ‰Π΅ΠΉ Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΈ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΡ… диэлСктриков, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ эти вСщСства Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ отнСсСны ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊ диэлСктрикам (Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π΅ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΌΠΈ изоляторами), Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ΠΊ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌ (Π½Π΅ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°). К ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, относят Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ вСщСства ΠΊΠ°ΠΊ Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, сСлСн, Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ оксиды, ΡΡƒΠ»ΡŒΡ„ΠΈΠ΄Ρ‹ ΠΈ сплавы ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ².

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎΠ΅ врСмя Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π»Π΅ΠΊΠ°Π»ΠΈ особого внимания ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€ΠΎΠ². Одним ΠΈΠ· ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Ρ… Π½Π°Ρ‡Π°Π» систСматичСскиС исслСдования физичСских свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π²Ρ‹Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉΡΡ совСтский Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊ Абрам Π€Π΅Π΄ΠΎΡ€ΠΎΠ²ΠΈΡ‡ Π˜ΠΎΡ„Ρ„Π΅. Он выяснил Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ — особый класс кристаллов со ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠΌΠΈ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ свойствами:

1) Π‘ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС с ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ увСличиваСтся. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ Π² ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΌ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»Π΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€ возрастаниС это происходит ΡΠΊΡΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ:

d = dΠΎ βˆ™ exp. (-ea / kT )

Π³Π΄Π΅ eΠ° — Ρ‚Π°ΠΊ называСмая энСргия Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΠΈ проводимости,

dΠΎ — коэффициСнт зависящий ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹

УдСльноС сопротивлСниС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… кристаллов ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Ρ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии свСта ΠΈΠ»ΠΈ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… элСктронных ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ.

2) Бвойство одностороннСй проводимости ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π° Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². ИмСнно это свойство ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈ создании Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ²: Π΄ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠ², транзисторов, тиристоров ΠΈ Π΄Ρ€.

3) ΠšΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Ρ‹ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π² ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… условиях ΠΏΡ€ΠΈ освСщСнии ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ источниками Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ — э. Π΄. с. ΠΈΠ»ΠΈ, соотвСтствСнно, Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΎ — э. Π΄. с.

Π‘Ρ‚Ρ€ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠΈΡ… дСйствия.

Как Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ сказано, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой особый класс кристаллов. Π’Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи, схСматичСски прСдставлСнныС Π½Π° рис.1 . Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΈΠ΄Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎ Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° (ΠΏΡ€ΠΈ отсутствии освСщСния ΠΈ Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ облучСния) .

Π’Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Π² Π½Π΅ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… элСктроны Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… связаны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ данная связь ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ нСпрочная. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹

( T>0 K) ,освСщСнии ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΠ±Π»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ элСктронныС связи ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²Ρƒ элСктрона ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° (рис. 2). Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ элСктрон являСтся носитСлСм Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π§Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Ρ‚Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ концСнтрация элСктронов проводимости, ΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ρ‚Π΅ΠΌ мСньшС ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ сопротивлСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ обусловлСно ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² Π½Π΅ΠΌ.

Π’ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… вСщСствах ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ элСктроны , Π½ΠΎ ΠΈ Β«Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈΒ» . ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€Π΅ элСктрона ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ ΠΈΠ· Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π½Π° Π΅Π³ΠΎ ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Π΅ остаСтся пустоС мСсто-Β«Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°Β» ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π° кристалл Β«Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° Β» ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд пСрСмСщаСтся Π² сторону Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° E, Ρ‡Ρ‚ΠΎ фактичСски происходит благодаря Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Ρƒ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΡ… связСй ΠΈ восстановлСниС Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ…. Β«Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΡƒΒ» условно ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ частицСй , нСсущСй ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ .

Один ΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π»ΠΈΠ±ΠΎ элСктронной ,Π»ΠΈΠ±ΠΎ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ — это зависит ΠΎΡ‚ химичСского состава Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… примСсСй. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ сильноС воздСйствиС Π½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²:

Ρ‚Π°ΠΊ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ , тысячныС Π΄ΠΎΠ»ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² примСсСй ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π² сотни тысяч Ρ€Π°Π·

ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… сопротивлСниС . Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ„Π°ΠΊΡ‚, с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ стороны , ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ стороны, ΠΎΠ½ ΡΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎ трудностях Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² с Π·Π°Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ характСристиками.

Рассматривая ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ влияния примСсСй Π½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², слСдуСт Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Π²Π° случая:

ЭлСктронная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ .

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΊΠ° Π² Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ примСсСй, Π±ΠΎΠ³Π°Ρ‚Ρ‹Ρ… элСктронами , Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° ΠΈΠ»ΠΈ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΡ‹ , позволяСт ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с элСктронной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ n — Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ( ΠΎΡ‚ латинского слова «нСгативус» — Β«ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉΒ»).

На рис. 3Π° схСматично ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π° ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Π° элСктронных связСц ΠΏΡ€ΠΈ 0 К. Один ΠΈΠ· Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ° Π½Π΅ участвуСт Π² связях с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ элСктрон ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π²Π°Π½ ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° (см рис. 3Π±) ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌ самым создаСт ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΡƒΡŽ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡΡ‚ΡŒ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ донорнями.

Дырочная ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΊΠ° Π² Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΆΠ΅ Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ алюминия, галлия ΠΈΠ»ΠΈ индия создаСт Π² кристаллС ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΊ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ — ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ p — Ρ‚ΠΈΠΏΠ°.

Дырочная примСсная ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ создСтся Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ мСньшСС количСство Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов, Ρ‡Π΅ΠΌ основныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹. На рис. 4 схСматично ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ элСктронныС связи гСрмания с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ Π±ΠΎΡ€Π°. ΠŸΡ€ΠΈ 0 К всС связи ΡƒΠΊΠΎΠΌΠΏΠ»Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹, Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Ρƒ Π±ΠΎΡ€Π° Π½Π΅ Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ связи (см рис. 4Π°). Однако ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ Π±ΠΎΡ€ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°ΡΡ‹Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ свои связи Π·Π° счСт элСктронов сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² (см рис. 4Π±).

ΠŸΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ примСси Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΌΠΈ.

Π–ΠΈΠ΄ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ

ПлавлСниС ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… кристаличСских ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² сопроводаСтся Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΈΠΌ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΈΡ… элСктропроводности Q Π΄ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ типичныхдля ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² (см рис. 5Π°). Однако для ряда ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ HgSe, HgTe ΠΈ. Ρ‚. Π΄.) Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π½ΠΎ сохранСниС ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Q ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ»Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΈ сохранСниС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π° Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π½ΠΎΠΉ зависимости Q (см рис. 5Π±). НСкоторыС Π–ΠΈΠ΄ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ дальнСйшСм ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ Ρ‚Π΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ свойства ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ мСталличСскиС (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ сплавы Te — Se, Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚Ρ‹Π΅ Te). Π‘ΠΏΠ»Π°Π²Ρ‹ ΠΆΠ΅ Te — Se, Π±ΠΎΠ³Π°Ρ‚Ρ‹Π΅ Se Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ сСбя ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅, ΠΈΡ… ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ чисто ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€.

Π’ Π–ΠΈΠ΄ΠΊΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ энСргии Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΡƒΠΌΠ° плотности состояний Π² энСргСтичСском спСктрС элСктронов.

ΠŸΡ€ΠΈ достаточно Π³Π»ΡƒΠ±ΠΎΠΊΠΎΠΌ ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΡƒΠΌΠ΅ Π² Π΅Π³ΠΎ окрСстности появляСся Π·ΠΎΠ½Π° ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… состояний носитСлСй зарядов с ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ (ΠΏΡΠ΅Π²Π΄ΠΎΡ‰Π΅Π»ΡŒ). Если ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ происходит «схлопываниС» псСвдощСлСй, ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΈΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ прСвращаСтся Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π».

ИспользованиС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

НаиболСС Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹Π΅ для Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ — Π΄ΠΈΠΎΠ΄Ρ‹, транзисторы, тиристоры основаны Π½Π° использовании Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² с элСктронной ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.

Π¨ΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π½Π΅Π΄Π°Π²Π½ΠΎ, Π° сСйчас ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅. Они ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ ΡΠ²Ρ‚ΠΎΠ²ΡƒΡŽ ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΈ, Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΠΎΡ‚, с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ элСктричСства ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎ ΠΈ Ρ…ΠΎΠ»ΠΎΠ΄. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π² ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΌ Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΠΏΡ€ΠΈΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ Π² ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π΅ — Π»Π°Π·Π΅Ρ€Π΅, Π² ΠΊΡ€ΠΎΡˆΠ΅Ρ‡Π½ΠΎΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΠΈ Π² микропроцСссорах.

Π˜Π½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€Ρ‹ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π±Π΅Π· ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… выпрямитСлСй,

ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈ усилитСлСй. Π—Π°ΠΌΠ΅Π½Π° Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π°ΠΏΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»Π° Π² дСсятки Ρ€Π°Π· ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π³Π°Π±Π°Ρ€ΠΈΡ‚Ρ‹ ΠΈ массу элСктронных устройств, ΡΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π±Π»ΡΠ΅ΠΌΡƒΡŽ ΠΈΠΌΠΈ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π°Π΄Π΅ΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ.

mirznanii.com

4.2. БобствСнныС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ

БобствСнный ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ – это ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π±Π΅Π· примСсСй ΠΈΠ»ΠΈ с ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ примСси Π½Π°ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° Π½Π΅ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ сущСствСнного влияния Π½Π° ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.ЭнСргСтичСскиС Π΄ΠΈΠ°Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌΡ‹ собствСнного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ‹ Π½Π° рис.3.1.

ΠŸΡ€ΠΈ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΌ Π½ΡƒΠ»Π΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ валСнтная Π·ΠΎΠ½Π° ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π° элСктронами, Π° Π·ΠΎΠ½Π° проводимости – пуста. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ происходит тСпловая гСнСрацияноситСлСй заряда: Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ элСктронов с Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΈΡ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Ρ€ΠΎΡˆΠ΅Π½Ρ‹ Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² свободной Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ свободныС элСктроны, Π° Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π²Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ мСста – Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, ΠΎΠ½ΠΈ Π²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ сСбя Π²ΠΎ внСшнСм ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΊΠ°ΠΊ частицы с ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ носитСлями заряда Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…. Π’ΠΎ внСшнСм элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ двиТутся Π² сторону, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΡƒΡŽ элСктронам. Π’Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ Ρ€ΠΎΠ΄Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ называСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρƒ собствСнных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ двоякого Ρ€ΠΎΠ΄Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ: элСктронная ΠΈ дырочная.

Π°)

Π±)

Рис. 4.1. ЭнСргСтичСскиС Π΄ΠΈΠ°Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌΡ‹ собствСнного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°: Π°) – ΠΏΡ€ΠΈ T=0; Π±) – ΠΏΡ€ΠΈ T>0

ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ΅Π½ Π΄Π°ΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… ΠΈΠ·-Π·Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Ρ„Π»ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΠ°Ρ†ΠΈΠΉ энСргий Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡƒΠ·Π»ΠΎΠ² кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ. ΠžΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ с Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ носитСлСй ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΉ процСсс, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ: Π²ΠΎΠ·Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ элСктронов ΠΈΠ· Π·ΠΎΠ½Ρ‹ проводимости Π½Π° Π²Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ мСста Π² Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ Ρ‡Π΅Π³ΠΎ исчСзаСт ΠΏΠ°Ρ€Π° носитСлСй заряда (элСктрон ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°). Π’ собствСнном ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ устанавливаСтся равновСсиС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ процСссами Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹.

ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹ β€œΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½ – дырка” ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° плоской ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ крСмния (рис.4.2). Он ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ Π°Π»ΠΌΠ°Π·Π°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€ΡŒΠΌΡ блиТайшими сосСдями. Бвязь с ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ· сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² осущСствляСтся с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹ элСктронов (ковалСнтная связь). Π Π°Π·Ρ€Ρ‹Π² связи Π½Π° рис.4.2 ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ стрСлкой.

ΠžΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌ собствСнныС ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· niΠΈ piсоотвСтствСнно. (ИндСксом i Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒ всС Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ собствСнный ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ; ΠΏΠΎ-английски intrinsic ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ собствСнный). Π‘ ростом Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ концСнтрация собствСнных носитСлСй заряда растСт ΠΏΠΎ ΡΠΊΡΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ

. (4.2.1)

Π—Π΄Π΅ΡΡŒ k— постоянная Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡ†ΠΌΠ°Π½Π°;T– Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°;NcΠΈNv– константы, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ смысл эффСктивного числа ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π² Π·ΠΎΠ½Π΅ проводимости ΠΈ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ соотвСтствСнно;Ec-Π΄Π½ΠΎ Π·ΠΎΠ½Ρ‹ проводимости,Ev– ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΎΠΊ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹,EFβ€“ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ. Π’ собствСнных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ располагаСтся Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ сСрСдины Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, поэтому Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ (4.1) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Ρƒ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ зоныE

. (4.2.2)

4.3.ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ

Π”ΠΎ сих ΠΏΠΎΡ€ ΠΌΡ‹ рассматривали чистый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ собствСнной ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. Π’ собствСнном ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ ΠΈ зависят ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹. Π£ΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ числом носитСлСй заряда Π² Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ слоТно. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ для изготовлСния микросхСм ΠΈ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ примСсныС ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ. Π˜Ρ… элСктричСскиС характСристики Π² основном ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠΌ ΠΈ количСством Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ примСси. ИмСнно поэтому Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ практичСскоС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ощутимая собствСнная концСнтрация носитСлСй заряда появляСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокой Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, Ρ‚.Π΅. ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с достаточно большой ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½ΠΎΠΉ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹. Π’ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅ΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π° поставщиками основного количСства носитСлСй заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ примСси.

Π Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ примСси замСщСния ΠΈ примСси внСдрСния. Если примСсныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ находятся Π² ΡƒΠ·Π»Π°Ρ… кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ, замСщая собой Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ основного вСщСства, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ замСщСния. Если ΠΆΠ΅ примСсныС Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Ρ€Π°ΡΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² мСТдуузлиях, нСсколько раздвигая ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΡƒ, Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ внСдрСния. Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ замСщСния, ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ дискрСтныС энСргСтичСскиС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Π΅ основного вСщСства. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ вводятся Π² ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π½Π΅Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… концСнтрациях. Π˜Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ располоТСны Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Π½Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… расстояниях Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ собой. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π½Π΅Ρ‚ расщСплСния примСсных ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ. Π’Π΅Ρ€ΠΎΡΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ нСпосрСдствСнного ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° элСктронов ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ примСсного Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌΡƒ Π½ΠΈΡ‡Ρ‚ΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΌΠ°Π»Π°. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½Ρ‹Π΅ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ Π² ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΌ пространствС ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ лишь Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ самих примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, энСргСтичСскиС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ примСси дискрСтны ΠΈ Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ΄Ρ‡Π΅Ρ€ΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ это, Π½Π° энСргСтичСских Π΄ΠΈΠ°Π³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠ°Ρ… примСсныС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ часто ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ ΠΏΡƒΠ½ΠΊΡ‚ΠΈΡ€Π½ΠΎΠΉ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠ΅ΠΉ.

ΠŸΡ€ΠΈ большой ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсСй Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ взаимодСйствия примСсных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ собой примСсныС ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° Ρ€Π°ΡΡ‰Π΅ΠΏΠ»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π² ΡΠ½Π΅Ρ€Π³Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½ΡƒΡŽ Π·ΠΎΠ½Ρƒ. Π‘Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒ высокиС ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсСй ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚ΡƒΠ½Π½Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… Π΄ΠΈΠΎΠ΄ΠΎΠ² — Π² ΠΎΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсСй. Π’ дальнСйшСм ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ примСсСй.

МСлкиС, Ρ‚.Π΅. располоТСнныС Π½Π΅Π΄Π°Π»Π΅ΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΊΡ€Π°Π΅Π² Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ примСси, Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… отличаСтся ΠΎΡ‚ валСнтности основных Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ. Рассмотрим ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ появлСния Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… носитСлСй заряда ΠΏΡ€ΠΈ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° (Ρ‚.Π΅. ΠΏΡ€ΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² Π½Π΅Π³ΠΎ примСсСй).

studfile.net

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹: ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² :: SYL.ru

Π’ нашСй ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ рассмотрСны ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΈΡ… свойства ΠΈ сфСры примСнСния. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ своС мСсто Π² Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΡ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ элСктроникС. Они ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‡Π΅ΠΌ-Ρ‚ΠΎ срСдним ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ диэлСктриком ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ. ΠšΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΈ, простоС стСкло Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ – Π² ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΌ состоянии ΠΎΠ½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚. Π—Π°Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ сильном Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π΅ (практичСски Π΄ΠΎ ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΠ³ΠΎ состояния) происходит ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ свойств ΠΈ стСкло становится ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠΌ. Но это ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Ρƒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² всС обстоит Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅.

ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ особСнности ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

ΠŸΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ проводимости составляСт ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 1000 Ом*ΠΌ (ΠΏΡ€ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ 180 градусов). Если ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ с ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌΠΈ, Ρ‚ΠΎ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² происходит ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ проводимости ΠΏΡ€ΠΈ возрастании Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹. Π’Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅ свойство имССтся Ρƒ диэлСктриков. Π£ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² имССтся достаточно сильная Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ показатСля ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ проводимости ΠΎΡ‚ количСства ΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° примСсСй.

Допустим, Ссли ввСсти Π² чистый Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ всСго Ρ‚Ρ‹ΡΡΡ‡Π½ΡƒΡŽ долю ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠ°, ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ проводимости ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π² 10 Ρ€Π°Π·. ВсС Π±Π΅Π· ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ ΠΊ воздСйствиям ΠΈΠ·Π²Π½Π΅ – ядСрному ΠΎΠ±Π»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ, свСту, элСктромагнитным полям, давлСнию ΠΈ Ρ‚. Π΄. МоТно привСсти ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² – это ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΠ°, ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠΉ, Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ, Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€, фосфор, ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄, ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊ, ΠΉΠΎΠ΄, Π±ΠΎΡ€, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ соСдинСния этих вСщСств.

ΠžΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΠΈ примСнСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²

Благодаря Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ спСцифичСскиС свойства, ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ довольно ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ распространСниС. На ΠΈΡ… основС ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Ρ‹, транзисторы, симисторы, Π»Π°Π·Π΅Ρ€Ρ‹, тиристоры, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ давлСния, ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹, ΠΈ Ρ‚. Π΄. ПослС освоСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΡˆΠ»ΠΎ ΠΊΠΎΡ€Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π² Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠΊΠ΅, Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΡ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅, ΠΊΠΈΠ±Π΅Ρ€Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ элСктротСхникС. ИмСнно ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΠΈ использования ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΡƒΠ΄Π°Π»ΠΎΡΡŒ Π΄ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ‡ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΌΠ°Π»Π΅Π½ΡŒΠΊΠΈΡ… Π³Π°Π±Π°Ρ€ΠΈΡ‚ΠΎΠ² Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ – Π½Π΅Ρ‚ Π½ΡƒΠΆΠ΄Ρ‹ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ массивныС Π±Π»ΠΎΠΊΠΈ питания ΠΈ Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΠ»Π°ΠΌΠΏΡ‹ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‚ΠΎΡ€Π°Π»ΠΈΡ‚Ρ€ΠΎΠ²ΡƒΡŽ Π±Π°Π½ΠΊΡƒ.

Π’ΠΎΠΊ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…

Π’ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ‚ΠΎΠΊ опрСдСляСтся Ρ‚Π΅ΠΌ, ΠΊΡƒΠ΄Π° Π΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‚ΡΡ свободныС элСктроны. Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°Ρ… свободных элСктронов ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ, Π½Π° это Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹. ВсС Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ элСктроны, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, Π½Π΅ свободны, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ со своими Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ.

Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΈ ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π² достаточно ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΡ… ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ…, Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠΈ воздСйствия ΠΈΠ·Π²Π½Π΅. Π’ΠΎΠΊ мСняСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π΅, ΠΎΠ±Π»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ, Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ примСсСй. ВсС воздСйствия способны Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρƒ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… элСктронов ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ способствуСт ΠΈΡ… ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²Ρƒ ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². А ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ напряТСниС заставляСт эти элСктроны ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ словами, эти элСктроны становятся носитСлями Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.

Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…

ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΈΠ»ΠΈ интСнсивности внСшнСго облучСния происходит ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ количСства свободных элСктронов. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, увСличиваСтся Ρ‚ΠΎΠΊ. Π’Π΅ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ Π² вСщСствС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ потСряли элСктроны, становятся ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌΠΈ, ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ. Π‘ внСшнСй стороны Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°, с ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΡƒΡˆΠ΅Π» элСктрон, остаСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°. Π’ Π½Π΅Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ элСктрон, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠΊΠΈΠ½ΡƒΠ» своС мСсто Π² Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ поблизости. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ этого Π½Π° внСшнСй части Ρƒ сосСднСго Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° образуСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° – ΠΎΠ½ прСвращаСтся Π² ΠΈΠΎΠ½ (ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ).

Если ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ напряТСниС, Ρ‚ΠΎ элСктроны Π½Π°Ρ‡Π½ΡƒΡ‚ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΡ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΊ сосСдним Π² ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΆΠ΅ Π½Π°Ρ‡Π½ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²ΠΎ встрСчном Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. Π”Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° – это ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнная частица. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ заряд Ρƒ Π½Π΅Π΅ ΠΏΠΎ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŽ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ Ρƒ элСктрона. Π‘ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ опрСдСлСния ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ сущСствСнно ΡƒΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ· всСх процСссов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΌ кристаллС. Π’ΠΎΠΊ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ (обозначаСтся I Π”) – это ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ частиц Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ двиТСнию элСктронов.

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΠΎ-Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄

Π£ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° имССтся Π΄Π²Π° Ρ‚ΠΈΠΏΠ° элСктропроводимости – элСктронная ΠΈ дырочная. Π’ чистых ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… (Π±Π΅Π· примСсСй) Ρƒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ ΠΈ элСктронов концСнтрация (N Π” ΠΈ N Π­ соотвСтствСнно) одинаковая. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ такая ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ называСтся собствСнной. Π‘ΡƒΠΌΠΌΠ°Ρ€Π½ΠΎΠ΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ:

I = I Π­+I Π”.

Но Ссли ΡƒΡ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ„Π°ΠΊΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρƒ элСктронов Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ подвиТности большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΉΡ‚ΠΈ ΠΊ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌΡƒ нСравСнству:

I Π­ > I Π”.

ΠŸΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ заряда обозначаСтся Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ М, это ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΠΈΠ· Π³Π»Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². ΠŸΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ – это ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ². ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ – ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ пСрСмСщСния носитСля заряда (обозначаСтся Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ V с индСксом Β«Π­Β» ΠΈΠ»ΠΈ Β«Π”Β», Π² зависимости ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΈΠΏΠ° носитСля), Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ – это Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля (обозначаСтся Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Π•). МоТно Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»:

М Π­ = (V Π­ / Π•).

М Π” = (V Π” / Π•).

ΠŸΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ позволяСт ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡƒΡ‚ΡŒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ° ΠΈΠ»ΠΈ элСктрон Π·Π° ΠΎΠ΄Π½Ρƒ сСкунду ΠΏΡ€ΠΈ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ 1 Π’/см. ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ собствСнный Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°:

I = N * e * (М Π­ + М Π”) * E.

Но Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρƒ нас Π΅ΡΡ‚ΡŒ равСнства:

V Э =М Э.

N = N Π­ = N Π”.

Π‘ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Π΅ Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅ обозначаСтся заряд элСктрона (это постоянная Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°).

ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹

Π‘Ρ€Π°Π·Ρƒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ привСсти ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ² – это транзисторы, тиристоры, Π΄ΠΈΠΎΠ΄Ρ‹, ΠΈ Π΄Π°ΠΆΠ΅ микросхСмы. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, это Π΄Π°Π»Π΅ΠΊΠΎ Π½Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹ΠΉ список. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€, Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ дырочная ΠΈΠ»ΠΈ элСктронная. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π² идСально чистый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ примСсСй ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ 10-11% ввСсти Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΊΡƒ (Π΅Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅ΡΡŒΡŽ).

Π’Π΅ примСси, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ оказываСтся большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΎΡ‚Π΄Π°ΡŽΡ‚ свободныС элСктроны. Π­Ρ‚ΠΈ примСси Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ. А Π²ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ мСньшС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ свойство Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ элСктроны. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ. Для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ получился ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Ρ‚ΡŒ лишь ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ элСктронного Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, Π² исходный ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» достаточно ввСсти вСщСство, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ всСго Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ большС. Для ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π² Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ школьного курса рассматриваСтся Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ – Π΅Π³ΠΎ Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½Π° 4. Π’ Π½Π΅Π³ΠΎ добавляСтся Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡ€ – фосфор ΠΈΠ»ΠΈ ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΠ°, Ρƒ Π½ΠΈΡ… Π²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½Π° пяти. ΠœΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ²-ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΎΠ½ΠΈ практичСски Π½Π΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅.

ΠŸΡ€ΠΈ этом 4 элСктрона Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ ΠΎΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²Π»ΡΡŽΡ‚ установку Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Π½Ρ‹Ρ… (ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Ρ…) связСй с Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ. ΠŸΡΡ‚Ρ‹ΠΉ элСктрон Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ связи, Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚, ΠΎΠ½ Π² свободном состоянии. И Ссли ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊ Π½Π΅ΠΌΡƒ напряТСниС, ΠΎΠ½ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ элСктронный Ρ‚ΠΎΠΊ.

Π’ΠΎΠΊΠΈ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…

Когда Ρ‚ΠΎΠΊ элСктронов большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° (ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ). Рассмотрим ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ – Π² идСально чистый Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΉ вводят Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ примСси Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π° (допустим, Π±ΠΎΡ€). ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π°ΠΊΡ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π° Π½Π°Ρ‡Π½Π΅Ρ‚ ΡƒΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ связи с Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ. Но Π²ΠΎΡ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Π΅Ρ€Ρ‚Ρ‹ΠΉ Π°Ρ‚ΠΎΠΌ гСрмания Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ связи с Π±ΠΎΡ€ΠΎΠΌ. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ρƒ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ количСства Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² гСрмания Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ элСктрон Π±Π΅Π· связи ΠΊΠΎΠ²Π°Π»Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°.

Но достаточно Π½Π΅Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ воздСйствия ΠΈΠ·Π²Π½Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ элСктроны Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΈ ΠΏΠΎΠΊΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ свои мСста. ΠŸΡ€ΠΈ этом Ρƒ гСрмания ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ.

По рисунку Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° 2, 4 ΠΈ 6 Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ… свободныС элСктроны Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΊ Π±ΠΎΡ€Ρƒ. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Π½Π΅ создаСтся Ρ‚ΠΎΠΊ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅. На повСрхности Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² гСрмания ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ с Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ 1, 3 ΠΈ 5 – с ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ происходит ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ Π½Π° Π½ΠΈΡ… элСктронов ΠΎΡ‚ располоТСнных рядом Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². На послСдних ΠΆΠ΅ Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ элСктроны с Π½ΠΈΡ… ΡƒΠ»Π΅Ρ‚Π°ΡŽΡ‚.

КаТдая Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠ°, которая Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚, Π½Π°Ρ‡Π½Π΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ гСрмания. ΠŸΡ€ΠΈ воздСйствии напряТСния Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ упорядочСнно. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ словами, Π² вСщСствС появляСтся Ρ‚ΠΎΠΊ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ. Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ‚ΠΈΠΏ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² называСтся Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°. ΠŸΡ€ΠΈ воздСйствии напряТСния Π΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ элСктроны, Π½ΠΎ ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ – ΠΎΠ½ΠΈ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ Π½Π° своСм ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ прСпятствия. ΠŸΡ€ΠΈ этом происходит потСря энСргии, ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΠΈΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚Ρ€Π°Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ. Π˜Π½Ρ‹ΠΌΠΈ словами, заряд носитСлСй рассСиваСтся. ВсС это происходит ΠΈΠ·-Π·Π° Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ содСрТатся Π·Π°Π³Ρ€ΡΠ·Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ примСси.

Π’ΠΎΠ»ΡŒΡ‚-ампСрная характСристика

Π§ΡƒΡ‚ΡŒ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Π±Ρ‹Π»ΠΈ рассмотрСны ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ вСщСств-ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² соврСмСнной Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅. Π£ всСх ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ свои особСнности. Π’ частности, ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΠΈΠ· ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π²Ρ‹Ρ… свойств – это Π½Π΅Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚-Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ характСристики.

Π˜Π½Ρ‹ΠΌΠΈ словами, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° происходит ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТСния, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ прикладываСтся ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ, происходит быстроС возрастаниС Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π‘ΠΎΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ этом Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΎ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ. Π’Π°ΠΊΠΎΠ΅ свойство нашло ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… Π²Π΅Π½Ρ‚ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… разрядниках. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ нСупорядочСнных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Π² спСциализированной Π»ΠΈΡ‚Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ строго ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΎ.

Π₯ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€: ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅ΠΌ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ напряТСния Ρƒ разрядника сопротивлСниС высокоС, поэтому ΠΎΡ‚ Π›Π­ΠŸ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π΅ ΡƒΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π² зСмлю. Но ΠΊΠ°ΠΊ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρƒ ударяСт молния, сопротивлСниС ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ быстро ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ практичСски Π΄ΠΎ нуля, вСсь Ρ‚ΠΎΠΊ ΡƒΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π² зСмлю. И напряТСниС сниТаСтся Π΄ΠΎ Π½ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ значСния.

БиммСтричная ВАΠ₯

Когда происходит смСна полярности напряТСния, Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. И мСняСтся ΠΎΠ½ ΠΏΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΆΠ΅ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ. Π­Ρ‚ΠΎ Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ элСмСнт ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ симмСтричной Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚-Π°ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ характСристикой. Π’ Ρ‚ΠΎΠΌ случаС, Ссли ΠΎΠ΄Π½Π° Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ элСмСнта ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΈΠΏ, Π° вторая – элСктронный, Ρ‚ΠΎ Π½Π° Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π΅ ΠΈΡ… соприкосновСния появляСтся p-n-ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ (элСктронно-Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ). ИмСнно Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Ρ‹ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ Π²ΠΎ всСх элСмСнтах – транзисторах, Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°Ρ…, микросхСмах. Но Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π² микросхСмах Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ кристаллС собираСтся сразу нСсколько транзисторов – ΠΈΠ½ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΈΡ… количСство Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ дСсятка.

Как происходит ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°

А Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π΄Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ рассмотрим, ΠΊΠ°ΠΊ происходит ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ p-n-ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°. Если ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ элСктронного ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π΅ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ качСствСнный, Ρ‚ΠΎ происходит ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ систСмы, состоящСй ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… областСй. Одна Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ, Π° вторая – ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ.

И элСктроны, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ находятся Π² n-области, Π½Π°Ρ‡Π½ΡƒΡ‚ Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ½Π΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΡƒΠ΄Π°, Π³Π΄Π΅ ΠΈΡ… концСнтрация мСньшС – Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ, Π² Ρ€-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ. ΠžΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ с элСктронами Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‚ΡΡ, Π½ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρƒ Π½ΠΈΡ… ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠ΅. ΠŸΡ€ΠΈ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎΠΉ Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠΈ происходит ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π² n-области элСктронов ΠΈ Π² Ρ€-области Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ.

ОсновноС свойство p-n-ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π°

РассмотрСв ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ диэлСктриков, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ свойства Ρƒ Π½ΠΈΡ… Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅. НапримСр, основноС качСство ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² – это Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ пропускания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ лишь Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹, ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ с использованиСм ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ распространСниС Π² выпрямитСлях. На ΠΏΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠΊΠ΅, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ нСсколько ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ², ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ массу ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ² – ΠΊΠ°ΠΊ Π² Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ покоя, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… Β«Ρ€Π°Π·Π΄Ρ€Π°ΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉΒ».

www.syl.ru

0 comments on “Π§Ρ‚ΠΎ прСдставляСт собой ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ – Β» :

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *