Puolijohde

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4.7.2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 9 muokkausta .

Puolijohde on materiaali, joka on ominaisjohtavuuden suhteen väliasemassa johtimien ja eristeiden välillä ja eroaa johtimista (metalleista) sillä, että ominaisjohtavuus on vahvasti riippuvainen epäpuhtauksien pitoisuudesta, lämpötilasta ja altistumisesta erilaisille säteilyä. Puolijohteiden pääominaisuus on sähkönjohtavuuden kasvu lämpötilan noustessa.

Puolijohteet ovat kiteisiä aineita, joiden kaistaväli on elektronivoltin (eV) luokkaa . Esimerkiksi timantin voidaan katsoa kuuluvan laajarakoisiin puolijohteisiin (noin 7 eV ) ja indiumarsenidin kapearakoon (). 0,35 eV puolijohteet sisältävät monia kemiallisia alkuaineita (germanium, pii , seleeni , telluuri, arseeni ja muut), valtava määrä seoksia ja kemiallisia yhdisteitä (galliumarsenidi jne.).

Toisen kemiallisen alkuaineen atomia puhtaassa kidehilassa (esimerkiksi piikiteessä oleva fosfori-, booriatomi jne.) kutsutaan epäpuhtaudeksi . Riippuen siitä, antaako epäpuhtausatomi elektronin kiteelle (fosfori yllä olevassa esimerkissä) vai vangitsee sen (boori), epäpuhtausatomeja kutsutaan luovuttajaksi tai vastaanottajaksi . Epäpuhtauden luonne voi muuttua riippuen siitä, minkä kidehilan atomin se korvaa, mihin kristallografiseen tasoon se on upotettu.

Puolijohteiden johtavuus riippuu lämpötilasta. Lähellä absoluuttisen nollan lämpötilaa puolijohteilla on eristeiden ominaisuuksia .

Sähkönjohtavuusmekanismi

Puolijohteille on tunnusomaista sekä johtimien että eristeiden ominaisuudet . Puolijohdekiteissä atomit muodostavat kovalenttisia sidoksia (eli yksi elektroni piikiteessä on sitoutunut kahdella atomilla) ja elektronit tarvitsevat tietyn tason sisäistä energiaa vapautuakseen atomista (1,76⋅10 -19 J vs. 11,2⋅10 −19 J kuin ja kuvaa puolijohteiden ja eristeiden välistä eroa). Tämä energia ilmenee niissä lämpötilan noustessa (esim. huoneenlämmössä atomien lämpöliikkeen energiataso on 0,04⋅10 −19 J), ja yksittäiset elektronit saavat energiaa irtautuakseen ytimestä. Lämpötilan noustessa vapaiden elektronien ja reikien määrä kasvaa, joten puolijohteessa, joka ei sisällä epäpuhtauksia, sähkövastus pienenee. Perinteisesti puolijohteina on tapana pitää elementtejä, joiden elektronien sitoutumisenergia on alle 1,5-2 eV. Elektronien reikä johtavuusmekanismi ilmenee sisäisissä (eli ilman epäpuhtauksia) puolijohteissa. Sitä kutsutaan puolijohteiden sisäiseksi sähkönjohtavuudeksi.

Reikä

Kun elektronin ja ytimen välinen sidos katkeaa, atomin elektronikuoreen ilmaantuu vapaa tila. Tämä aiheuttaa elektronin siirtymisen toisesta atomista atomiin, jossa on vapaata tilaa. Atomi, josta elektroni on poistunut, tulee toiseen elektroniin toisesta atomista jne. Tämän prosessin määräävät atomien kovalenttiset sidokset. Siten tapahtuu positiivisen varauksen liikettä liikuttamatta itse atomia. Tätä ehdollista positiivista varausta kutsutaan aukoksi .

Yleensä puolijohteen reikien liikkuvuus on pienempi kuin elektronien liikkuvuus.

Energiavyöhykkeet

Johtavuuskaistan E p ja valenssikaistan E välissä on elektronienergian E s kiellettyjen arvojen vyöhyke . Ero E p − E in on yhtä suuri kuin kaistaväli E s . E s :n leveyden kasvaessa elektroni-reikäparien lukumäärä ja sisäisen puolijohteen johtavuus pienenevät ja ominaisvastus kasvaa.

Liikkuvuus

Liikkuvuus on suhteellisuuskerroin virran kantajien ryömintänopeuden ja käytetyn sähkökentän suuruuden välillä $\mu$ ${\vec {v}}$ ${\vec {E}}:$

{\vec {v}}=\mu {\vec {E}}.

Tässä tapauksessa yleisesti ottaen anisotrooppisissa kiteissä liikkuvuus on tensori , jossa on komponentteja $\mu _{\alpha \beta }:$

\ v_{\alpha }=\mu _{\alpha \beta }E_{\beta }.

Elektronien ja reikien liikkuvuus riippuu niiden pitoisuudesta puolijohteessa (katso kuva). Korkealla varauksenkantajapitoisuudella niiden välisen törmäyksen todennäköisyys kasvaa, mikä johtaa liikkuvuuden vähenemiseen, mutta liikkuvuuden vähenemisestä huolimatta johtavuus kasvaa dopingasteen kasvaessa, koska liikkuvuuden väheneminen kompensoituu varauksenkuljettajien pitoisuuden kasvun myötä.

Liikkuvuuden yksikkö on m² /( V s ) SI :nä tai cm / (V s) CGS :nä .

Itsejohtavuus

Termodynaamisessa tasapainossa puolijohteen elektronipitoisuus on suhteessa lämpötilaan seuraavalla suhteella:

{\bar n}={\frac {2}{h^{3}}}(2\pi mkT)^{{3/2}}e^{{-{\frac {E_{C}-E_{ F}}{kT}}}}

missä:

h

- Planckin vakio ;

m

on elektronin massa ;

T

on absoluuttinen lämpötila ;

E_{C}

on johtavuuskaistan taso;

E_F

on Fermin taso .

Myös puolijohteen reikien pitoisuus liittyy lämpötilaan seuraavalla suhteella:

{\bar p}={\frac {2}{h^{3}}}(2\pi mkT)^{{3/2}}e^{{-{\frac {E_{F}-E_{ V}}{kT}}}}

missä:

h

on Planckin vakio .

m

on reiän tehollinen massa;

T

on absoluuttinen lämpötila ;

E_F

on Fermin taso ;

E_{V}

on valenssikaistan taso.

Sisäinen keskittyminen liittyy seuraavaan suhteeseen ja sen kautta: $n_{i}$ ${\baari n}$ ${\barp}$

{\bar n}{\bar p}=n_{i}^{2}

Puolijohteiden tyypit

Johtavuuden luonteen mukaan

Itsejohtavuus

Puolijohteita, joissa vapaita elektroneja ja "reikiä" ilmaantuu niiden atomien ionisaatioprosessissa , joista koko kide on rakennettu, kutsutaan puolijohteiksi, joilla on luontainen johtavuus. Puolijohteissa, joissa on sisäinen johtavuus , vapaiden elektronien pitoisuus on yhtä suuri kuin "reikien" pitoisuus.

Johtavuus liittyy hiukkasten liikkuvuuteen seuraavalla suhteella:

\sigma ={\frac {1}{\rho }}=q(N_{({\rm {n))))\mu _{({\rm {n))))+N_{{{\rm {p))))\mu _{({\rm {p)))))

missä on ominaisvastus, on elektronien liikkuvuus , on reikien liikkuvuus, on niiden pitoisuus, q on alkusähkövaraus (1.602⋅10 −19 C). $\rho$ $\mu _{{{\rm {n))))$ $\mu _{{{\rm {p))))$ $N_{{n,p}}$

Sisäisen puolijohteen kantoainepitoisuudet ovat samat ja kaava saa muotoa:

\sigma ={\frac {1}{\rho }}=qN(\mu _{({\rm {n))))+\mu _{({\rm {p)))))

Epäpuhtauksien johtavuus

Puolijohdelaitteiden luomiseen käytetään usein kiteitä, joilla on epäpuhtausjohtavuus . Tällaisia kiteitä valmistetaan lisäämällä epäpuhtauksia kolmen tai viidenarvoisen kemiallisen alkuaineen atomeilla.

Johtavuuden tyypin mukaan

Elektroniset puolijohteet (n-tyyppi)

Termi "n-tyyppi" tulee sanasta "negatiivinen", mikä tarkoittaa suurimman osan kantajien negatiivista varausta. Tämän tyyppisillä puolijohteilla on epäpuhtaus. Viisiarvoisen puolijohteen epäpuhtaus (esimerkiksi arseeni ) lisätään neliarvoiseen puolijohteeseen (esimerkiksi pii ). Vuorovaikutusprosessissa jokainen epäpuhtausatomi muodostaa kovalenttisen sidoksen piiatomien kanssa. Tyydyttyneissä valenssisidoksissa ei kuitenkaan ole paikkaa arseeniatomin viidennelle elektronille, ja se siirtyy kaukoelektronikuoreen. Siellä tarvitaan pienempi määrä energiaa elektronin irrottamiseen atomista. Elektroni katkeaa ja vapautuu. Tässä tapauksessa varauksen siirron suorittaa elektroni, ei reikä, eli tämäntyyppinen puolijohde johtaa sähkövirtaa kuten metallit. Epäpuhtauksia, joita lisätään puolijohteisiin, minkä seurauksena ne muuttuvat n-tyypin puolijohteiksi, kutsutaan donoriksi .

N-puolijohteiden johtavuus on suunnilleen yhtä suuri kuin:

\sigma \noin qN_{({\rm {n))))\mu _{({\rm {n))))

Reikäpuolijohteet (p-tyyppi)

Termi "p-tyyppi" tulee sanasta "positiivinen", mikä tarkoittaa enemmistön kantajien positiivista varausta. Tämän tyyppisille puolijohteille on ominaista epäpuhtauspohjan lisäksi johtavuuden reikäluonne. Pieni määrä kolmenarvoisen alkuaineen (esimerkiksi indium ) atomeja lisätään neliarvoiseen puolijohteeseen (esimerkiksi pii ). Jokainen epäpuhtausatomi muodostaa kovalenttisen sidoksen kolmen viereisen piiatomin kanssa. Sidoksen muodostamiseksi neljännen piiatomin kanssa indiumatomilla ei ole valenssielektronia, joten se vangitsee valenssielektronin naapurimaiden piiatomien välisestä kovalenttisesta sidoksesta ja muuttuu negatiivisesti varautuneeksi ioniksi, minkä seurauksena muodostuu reikä. . Tässä tapauksessa lisättyjä epäpuhtauksia kutsutaan akseptoriepäpuhtauksiksi .

P-puolijohteiden johtavuus on suunnilleen yhtä suuri kuin:

\sigma \noin qN_{({\rm {p))))\mu _{({\rm {p))))

Käyttö radiotekniikassa

Puolijohdediodi

Puolijohdediodi koostuu kahden tyyppisistä puolijohteista - rei'istä ja elektronisista. Näiden alueiden välisen kosketuksen aikana elektronit siirtyvät alueelta, jossa on n-tyyppinen puolijohde, alueelle, jossa on p-tyyppinen puolijohde, jotka sitten yhdistyvät uudelleen reikiin. Tämän seurauksena kahden alueen väliin syntyy sähkökenttä, joka asettaa rajan puolijohteiden jakautumiselle - ns. pn-liitos . Tämän seurauksena p-tyypin puolijohteen alueelle syntyy kompensoimaton varaus negatiivisista ioneista ja n-tyypin puolijohteen alueelle kompensoimaton varaus positiivisista ioneista. Potentiaalien välinen ero on 0,3-0,6 V.

Potentiaalieron ja epäpuhtauspitoisuuden välinen suhde ilmaistaan seuraavalla kaavalla:

\varphi =V_{{{\rm {T))))\ln \left({\frac {N_{({\rm {n))))N_{({\rm {p))))}{ n_{{{\rm {i}}}}^{2}}}\oikea)

missä on termodynaaminen jännitys, on elektronien pitoisuus, on reikien pitoisuus, on sisäinen pitoisuus [1] . $V_{{{\rm {T))))$ $N_{{{\rm {n))))$ $N_{{{\rm {p))))$ $n_{{{\rm {i))))$

Käytettäessä jännitettä, jossa on plus p-puolijohteeseen ja miinus n-puolijohteeseen, ulkoinen sähkökenttä suunnataan pn-liitoksen sisäistä sähkökenttää vastaan ja riittävällä jännitteellä elektronit ylittävät. pn-liitos, ja sähkövirta ilmestyy diodipiiriin (johtuminen eteenpäin, diodi kulkee suurimman sähkövirran läpi). Kun jännite syötetään miinus alueelle, jossa on p-tyyppinen puolijohde ja plus alueelle, jossa on n-tyyppinen puolijohde, näiden kahden alueen väliin syntyy alue, jolla ei ole vapaita sähkövirran kantoaaltoja (käänteinen johtuminen, diodi vastustaa läpikulkua sähkövirrasta). Puolijohdediodin käänteisvirta on lähellä nollaa, mutta ei nollaa, koska molemmilla alueilla on aina pieniä varauksenkuljettajia. Näille kantoaalloille pn-risteys on avoin.

Siten pn-liitoksella on yksisuuntaisen johtumisen ominaisuudet , mikä johtuu jännitteen kohdistamisesta eri napaisuuksilla. Tätä ominaisuutta käytetään tasasuuntaamaan vaihtovirta .

Transistori

Transistori on puolijohdelaite, joka koostuu kahdesta p- tai n-tyypin puolijohteiden alueesta, joiden välissä on alue, jossa on n- tai p-tyyppinen puolijohde. Siten transistorissa on kaksi pn-liitoksen aluetta.

Puolijohteiden tyypit alkuaineiden jaksollisessa taulukossa

Seuraavassa taulukossa on tietoa suuresta määrästä puolijohdeelementtejä ja niiden liitäntöjä, jotka on jaettu useisiin tyyppeihin:

jaksollisen alkuainejärjestelmän ryhmän IV yksielementtiset puolijohteet ,
kompleksi: kaksialkuaine A III B V ja A II B VI kolmannesta ja viidennestä ryhmästä ja vastaavasti toisesta ja kuudennesta alkuaineryhmästä.

Kaikentyyppisillä puolijohteilla on mielenkiintoinen kaistavälin riippuvuus jaksosta, nimittäin jakson kasvaessa kaistaväli pienenee.

Ryhmä	IIB	IIIA	IVA	VA	KAUTTA
Kausi
2		5B _	6C _	7 N
3		13 Al	14Si _	15p _	16S _
neljä	30 Zn	31 Ga	32 v _	33As _	34 se
5	48 CD	49 tuumaa	50 sn	51 Sb	52 te
6	80 Hg

Fysikaaliset ilmiöt puolijohteissa

Puolijohteiden fysikaaliset ominaisuudet ovat tutkituimpia metalleihin ja eristeisiin verrattuna . Tätä helpottaa suurelta osin valtava määrä fysikaalisia vaikutuksia, joita ei havaita kummassakaan aineessa ja jotka liittyvät puolijohteiden kaistarakenteen laitteeseen ja melko kapeaan kaistaväliin.

Puolijohdemateriaalien tutkimuksen tärkein sysäys on puolijohdelaitteiden ja integroitujen piirien valmistus - tämä koskee ensisijaisesti piitä , mutta koskee myös muita puolijohdemateriaaleja ( Ge , GaAs , InP , InSb ).

Pii on epäsuorarakoinen puolijohde , jonka optosähköisiä ominaisuuksia käytetään laajasti valodiodien ja aurinkokennojen luomiseen , mutta piipohjaista säteilylähdettä on vaikea luoda ja tässä käytetään suoravälisiä puolijohteita - A III B V -tyyppisiä yhdisteitä , joista voidaan erottaa GaAs , GaN , joita käytetään LEDien ja puolijohdelaserien luomiseen .

Sisäisellä puolijohteella , jonka lämpötila on absoluuttinen nolla, ei ole vapaita kantoaaltoja johtavuuskaistalla , toisin kuin johtimissa, ja se käyttäytyy kuin dielektrisyys . Voimakkaalla dopingilla tilanne voi muuttua (katso rappeutuneet puolijohteet ).

Seostus

Puolijohteen sähköiset ominaisuudet voivat olla erittäin riippuvaisia kiderakenteen vioista . Siksi he pyrkivät käyttämään erittäin puhtaita aineita pääasiassa elektroniikkateollisuudelle.

Lisäaineet otetaan käyttöön puolijohteiden johtavuuden suuruuden ja tyypin säätelemiseksi. Esimerkiksi laajalti käytetty pii voidaan seostaa jaksollisen alkuainejärjestelmän V-alaryhmän elementeillä - fosforilla , arseenilla , jotka ovat luovuttajia , ja piitä, jolla on elektroninen johtavuustyyppi (n-Si), voidaan saada. Piin saamiseksi, jolla on reikätyyppinen johtavuus (p-Si), käytetään boorin tai alumiinin III alaryhmän elementtejä ( akseptori ). Kompensoituja puolijohteita saadaan myös paikantamaan Fermi-taso kaistavälin keskeltä.

Hakumenetelmät

Puolijohteiden ominaisuudet riippuvat valmistusmenetelmästä, koska erilaiset epäpuhtaudet kasvun aikana voivat muuttaa niitä. Halvin tapa saada teollisesti yksikiteistä teollista piitä on Czochralskin menetelmä . Teknologisen piin puhdistamiseen käytetään myös vyöhykesulatusmenetelmää .

Puolijohteiden yksittäiskiteiden saamiseksi käytetään erilaisia fysikaalisen ja kemiallisen kerrostuksen menetelmiä. Tarkka ja kallein työkalu tekniikan asiantuntijoiden käsissä yksikiteisten kalvojen kasvattamiseen on molekyylisäteen epitaksiasennus , joka mahdollistaa kiteen kasvattamisen yksikerroksisen kerroksen tarkkuudella.

Puolijohdeoptiikka

Puolijohteiden valon absorptio johtuu siirtymistä kaistarakenteen energiatilojen välillä. Ottaen huomioon Paulin poissulkemisperiaatteen elektronit voivat siirtyä vain täytetyltä energiatasolta täyttämättömälle. Sisäisessä puolijohteessa kaikki valenssikaistan tilat ovat täytettyinä ja kaikki johtavuuskaistan tilat ovat täyttämättömiä, joten siirtymät ovat mahdollisia vain valenssikaistalta johtavuuskaistalle . Tällaisen siirtymän suorittamiseksi elektronin on saatava energiaa valosta, joka ylittää kaistavälin. Pienemmän energian omaavat fotonit eivät aiheuta siirtymiä puolijohteen elektronisten tilojen välillä, joten tällaiset puolijohteet ovat läpinäkyviä taajuusalueella , jossa kaistaväli on Planckin vakio . Tämä taajuus määrittää puolijohteen perusabsorptioreunan . Puolijohteille, joita käytetään usein elektroniikassa ( pii , germanium , galliumarsenidi ), se sijaitsee spektrin infrapuna -alueella. $\omega <E_{g}/\hbar$ $Esim}$ $\hbar$

Valintasäännöt , erityisesti liikemäärän säilymislaki, asettavat lisärajoituksia puolijohteiden absorptiolle . Liikemäärän säilymislaki edellyttää, että lopputilan kvasi -liikemäärä eroaa alkutilan kvasiliikemäärästä absorboituneen fotonin liikemäärän suuruudella. Fotonin aallon luku , jossa on aallonpituus, on hyvin pieni verrattuna puolijohteen käänteishilan aaltovektoriin , tai vastaavasti fotonin aallonpituus näkyvällä alueella on paljon suurempi kuin puolijohteen ominaisatomien välinen etäisyys, mikä johtaa vaatimus, että äärellisen tilan kvasi-vauhti elektronisen siirtymän aikana oli käytännössä yhtä suuri kuin alkutilan kvasi-vauhti. Taajuuksilla, jotka ovat lähellä perusabsorptioreunaa, tämä on mahdollista vain suorarakopuolijohteille . Puolijohteiden optisia siirtymiä, joissa elektronin liikemäärä ei juuri muutu, kutsutaan suoriksi tai vertikaalisiksi . Lopputilan liikemäärä voi poiketa merkittävästi alkutilan liikemäärästä, jos toinen, kolmas hiukkanen, esimerkiksi fononi , osallistuu fotonin absorptioprosessiin . Tällaiset siirtymät ovat myös mahdollisia, vaikkakin vähemmän todennäköisiä. Niitä kutsutaan epäsuoriksi siirtymiksi . $2\pi /\lambda$ $\lambda$

Siten suoraväliset puolijohteet, kuten galliumarsenidi , alkavat absorboida valoa voimakkaasti, kun kvanttienergia ylittää kaistavälin. Tällaiset puolijohteet soveltuvat hyvin käytettäväksi optoelektroniikassa .

Epäsuoraväliset puolijohteet, esimerkiksi pii , absorboivat paljon heikommin valon taajuusalueella kvanttienergialla, joka on hieman suurempi kuin kaistaväli, johtuen vain epäsuorista siirtymistä, joiden intensiteetti riippuu fononien läsnäolosta, ja siksi lämpötila . Piin suorien siirtymien rajataajuus on yli 3 eV, eli se sijaitsee spektrin ultraviolettialueella .

Kun elektroni siirtyy valenssikaistalta johtavuuskaistalle, puolijohteeseen ilmaantuu vapaita varauksenkuljettajia ja siten valonjohtavuutta .

Perusabsorptioreunan alapuolella olevilla taajuuksilla valon absorptio on myös mahdollista, mikä liittyy eksitonien virittymiseen , epäpuhtaustasojen ja sallittujen kaistojen välisiin elektronisiin siirtymiin sekä valon absorptioon hilavärähtelyissä ja vapaissa kantoaaltoissa. Eksitoninauhat sijaitsevat puolijohteessa hieman johtavuuskaistan alaosan alapuolella eksitonin sitoutumisenergian vuoksi. Eksitoniabsorptiospektreillä on vedyn kaltainen energiatasojen rakenne. Samoin epäpuhtaudet, vastaanottajat tai luovuttajat luovat vastaanottaja- tai luovuttajatasoja, jotka sijaitsevat bandgapissa. Ne muuttavat merkittävästi seostetun puolijohteen absorptiospektriä. Jos fononi absorboituu samanaikaisesti valokvantin kanssa epäsuoran aukon siirtymän aikana, absorboituneen valokvantin energia voi olla pienempi fononienergian verran, mikä johtaa absorptioon taajuuksilla, joiden energia on jonkin verran pienempi perusabsorptioreunasta.

Puolijohteiden luettelo

Puolijohdeyhdisteet jaetaan useisiin tyyppeihin:

yksinkertaiset puolijohdemateriaalit - varsinaiset kemialliset alkuaineet: boori B, hiili C, germanium Ge, pii Si, seleeni Se, rikki S, antimoni Sb, telluuri Te ja jodi I. Germanium, pii ja seleeni ovat laajalti löytäneet itsenäisen käytön. Loput käytetään useimmiten seostusaineina tai monimutkaisten puolijohdemateriaalien komponentteina;
Monimutkaisten puolijohdemateriaalien ryhmään kuuluvat kahden, kolmen tai useamman kemiallisen alkuaineen kemialliset yhdisteet. Kahden elementin puolijohdemateriaaleja kutsutaan binäärisiksi , ja aivan kuten kemiassa on tapana, niillä on sen komponentin nimi, jonka metalliset ominaisuudet ovat vähemmän korostuneet. Joten arseenia sisältäviä binäärisiä yhdisteitä kutsutaan arsenideiksi , rikkisulfideiksi , telluuritellurideiksi , hiilikarbideiksi . Monimutkaiset puolijohdemateriaalit yhdistetään D. I. Mendelejevin elementtien jaksollisen järjestelmän ryhmänumeron mukaan , johon yhdisteen komponentit kuuluvat, ja ne on merkitty latinalaisten aakkosten kirjaimilla (A on ensimmäinen elementti, B on toinen, jne.). Esimerkiksi binäärinen yhdiste indiumfosfidi InP on nimetty A III B V :ksi

Seuraavia yhdisteitä käytetään laajalti:

A III B V

InSb, InAs, InP, GaSb, GaP, AlSb, GaN, InN

A II B V

CdSb, ZnSb

A II B VI

ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdTe, HgSe, HgTe, HgS

A IV B VI

PbS, PbSe, PbTe, SnTe, SnS, SnSe, GeS, GeSe

sekä joitakin lyijyn, tinan, germaniumin ja piin oksideja. Oksidien lisäksi käytetään ferriittiä, amorfisia laseja ja monia muita yhdisteitä (A I B III C 2 VI , A I B V C 2 VI , A II B IV C 2 V , A II B 2 II C 4 VI , A II B IV C 3 VI ).

Useimpien edellä olevien binääriyhdisteiden perusteella on mahdollista saada niiden kiinteät liuokset: (CdTe) x (HgTe) 1-x , (HgTe) x (HgSe) 1-x , (PbTe) x (SnTe) 1-x , (PbSe) x (SnSe) 1-x ja muut.

A III B V - yhdisteitä käytetään pääasiassa mikroaaltotaajuuksilla toimivissa elektroniikkatuotteissa .

A II B V -yhdisteitä käytetään näkyvän alueen fosforeina , LEDeinä , Hall-antureina , modulaattoreina.

Yhdisteitä AIIIBV , AIIBVI ja AIVBVI käytetään valonlähteiden ja vastaanottimien , indikaattoreiden ja säteilymodulaattoreiden valmistuksessa .

Oksidipuolijohdeyhdisteitä käytetään valokennojen , tasasuuntaajien ja suurtaajuisten induktoriytimien valmistukseen.

Tyypin A III B V yhdisteiden fysikaaliset ominaisuudet

Vaihtoehdot	AlSb	GaSb	InSb	Valitettavasti	GaAs	InAs
Sulamispiste, K	1333	998	798	1873	1553	1218
Hilavakio, Å	6.14	6.09	6.47	5.66	5.69	6.06
Kaistaväli Δ E , eV	0,52	0.7	0,18	2.2	1.41	0,35
Dielektrisyysvakio ε	8.4	14.0	15.9	—	—	—
Liikkuvuus, cm²/(V s):
elektroneja	viisikymmentä	5000	60 000	—	4000	34000 [2]
reikiä	150	1000	4000	—	400	460 [2]
Taitekerroin, n	3.0	3.7	4.1	—	3.2	3.2
Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin , K -1	—	6,9 10 -6	5,5 10 -6	5,7 10 -6	5,3 10 -6	—

Ryhmä IV

patentoidut puolijohteet
- Pii - Si
- Germanium - Ge
- Tinanharmaa - α-Sn
komposiittipuolijohde
- Piikarbidi - SiC
- Silicon germanium - SiGe

Ryhmä III- V

2-komponenttiset puolijohteet
- Alumiiniantimonidi - AlSb
- Alumiiniarsenidi - AlAs
- Alumiininitridi - AlN
- Alumiinifosfidi - AlP
- Boorinitridi - BN
- Boorifosfidi - BP
- Booriarsenidi - B As [3]
- Galliumantimonidi - GaSb
- Galliumarsenidi - GaAs
- Galliumnitridi - GaN
- Galliumfosfidi - GaP
- Indium antimonidi - InSb
- indiumarsenidi - InAs
- Indiumnitridi - InN
- Indiumfosfidi - InP
3-komponenttiset puolijohteet
- Al x Ga 1-x As
- InGaAs , In x Ga 1-x As
- InGaP
- AlInAs
- AlInSb
- GaAsN
- GaAsP
- AlGaN
- AlGaP
- InGaN
- InAsSb
- InGaSb
4-komponenttiset puolijohteet
- AlGaInP , InAlGaP , InGaAlP , AlInGaP
- AlGaAsP
- InGaAsP
- AlInAsP
- AlGaAsN
- InGaAsN
- InAlAsN
- GaAsSbN
5-komponenttiset puolijohteet
- GaInNAsSb
- GaInAsSbP

Ryhmä II- VI

2-komponenttiset puolijohteet
- Kadmiumselenidi - CdSe
- Kadmiumsulfidi - CdS
- Kadmiumtelluridi - CdTe
- Platinatelluridi - PtTe
- Sinkkioksidi - ZnO
- Sinkkiselenidi - ZnSe
- Sinkkisulfidi - ZnS
- Sinkkitelluridi - ZnTe
- Lyijytelluridi - PbTe
3-komponenttiset puolijohteet
- CdZnTe , CZT
- HgCdTe
- HgZnTe
- HgZnSe

Ryhmä I- VII

2-komponenttiset puolijohteet
- Kuparikloridi, CuCl

Ryhmä IV- VI

2-komponenttiset puolijohteet
- Lyijyselenidi , PbSe
- Lyijysulfidi , PbS
- Lyijytelluridi , PbTe
- Tinasulfidi , SnS
- Tinatelluridi , SnTe
3-komponenttiset puolijohteet
- PbSnTe
- Tl 2 SnTe 5
- Tl 2 GeTe 5

Ryhmä V- VI

2-komponenttiset puolijohteet
- Vismuttitelluridi , Bi 2 Te 3

Ryhmä II–V

2-komponenttiset puolijohteet
- Kadmiumfosfidi , Cd3P2 _ _
- Kadmiumarsenidi , Cd 3 As 2
- Kadmiumantimonidi , Cd 3 Sb 2
- Sinkkifosfidi , Zn3P2 _ _
- Sinkkiarsenidi , Zn 3 As 2
- Sinkkiantimonidi , Zn3Sb2 _ _

Muut

- CuInGaSe
- Platinasilisidi , PtSi
- Vismutti(III)jodidi , BiI 3
- Elohopea(II)jodidi , HgI 2
- tallium(I)bromidi , TlBr
- Kupari(II)jodidi , CuI 2
- Molybdeenidisulfidi , MoS 2
- Gallium-selenidi , GaSe
- Tina(II)sulfidi , SnS
- Vismuttisulfidi , Bi2S3 _ _
Erilaiset oksidit
- Titaanidioksidi , TiO2
- Kupari(I)oksidi , Cu 2 O
- Kupari(II) oksidi , CuO
- Uraanidioksidi , UO 2
- Uraanitrioksidi , UO 3

Orgaaniset puolijohteet

tetracen
Pentaseeni
Akridon
Perinone
Flavantron
Indantron
Indoli
Alq3

Magneettiset puolijohteet

ferromagneetteja
- Europiumoksidi , EuO
- Europiumsulfidi , EuS
- CdCr 2 Se 4
- GaMnAs
- Pb 1-x Sn x Te seostettu Mn 2+ :lla
- GaAs seostettu Mn 2+ :lla
- ZnO seostettu Co 2+ :lla
Antiferromagneetit
- Europiumtelluridi , EuTe
- Europium-selenidi , EuSe
- Nikkelioksidi , NiO

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Fysikaaliset suureet: hakuteos / A. P. Babichev N. A. Babushkina, A. M. Bartkovsky ja muut, toim. I. S. Grigorjeva, E. Z. Meilikhova. - M.; Energoatomizdat, 1991. - 1232 s. - ISBN 5-283-04013-5
↑ 1 2 Intian arsenidi // Chemical Encyclopedia
↑ Löytyi puolijohde, joka osoittautui paljon paremmaksi kuin pii - booriarsenidi // Hi-Tech, 23. heinäkuuta 2022

Kirjallisuus

Tauc Ya. Valo- ja lämpösähköiset ilmiöt puolijohteissa. M. : Ulkomaisen kirjallisuuden kustantamo, 1962, 256 s.
Tauc J. Puolijohteiden optiset ominaisuudet. M .: Mir, 1967, 74 s.
Kireev P.S. Puolijohteiden fysiikka. - M., Higher School, 1975. - Levikki 30 000 kappaletta. — 584 s.
Gorelik S. S. , Dashevsky V. Ya. Puolijohteiden ja eristeiden materiaalitiede: Oppikirja yliopistoille. - M .: MISIS, 2003. - 480 s. — ISBN 5-87623-018-7 .
Kiselev VF Pintailmiöt puolijohteissa ja dielektrikissä. - M., Nauka, 1970. - Levikki 7800 kpl. — 399 s.
Anatychuk L.I. , Bulat L.P. Puolijohteet äärimmäisissä lämpötiloissa. - Pietari, Nauka, 2001. - Levikki 1500 kpl. — 223 s.
Henney I. B. Puolijohteet. - M . : Ulkomainen kirjallisuus, 1962. - 668 s.
Smith R. Puolijohteet. - M . : Ulkomainen kirjallisuus, 1962. - 467 s.

Linkit

Mott-Schottky-riippuvuuksien saaminen potentiodynaamisen sähkökemiallisen impedanssispektroskopian menetelmällä
Puolijohdekiteissä esiintyvät sähköilmiöt[ selventää ]
Puolijohteiden valmistus[ selventää ]

Johtavat materiaalit
Dielektrinen Puolijohde Kapellimestari Suprajohde Ihanteellinen johdin