Главная > Разное > Теория поглощения и испускания света в полупроводниках
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Классификация твердых тел на проводники, изоляторы и полупроводники.

Зонная теория позволяет просто и однозначно провести классификацию кристаллических твердых тел на три класса. К проводникам относятся такие кристаллы, у которых при температуре абсолютного нуля наивысшая из зон, содержащая электроны, заполнена только частично. К изоляторам относятся кристаллы, у которых наивысшая валентная зона заполнена полностью при а ширина запрещенной зоны достаточно велика — Полупроводники так же, как и изоляторы, имеют полностью заполненную валентную зону, но отличаются от них малой шириной запрещенной зоны — а часто

Проводники образуются из атомов, на внешних оболочках которых имеются не спаренные по спину электроны. Поэтому число состояний в зонах обычно больше числа валентных электронов. Такая ситуация осуществляется в металлах. Если электроны на внешних оболочках могут быть спарены, то кристаллическое соединение скорее всего будет либо изолятором, либо полупроводником. В этом случае проводник может образоваться только в результате перекрытия двух зон. Тогда объединенная зона также окажется частично заполненной.

Для того чтобы в кристалле возник ток, внешнее поле должно сообщить электронам некоторую дополнительную составляющую скорость, направленную по полю. Это означает перевод электронов на более высокие энергетические уровни. Но в изоляторе таких уровней нет, следовательно, тока не будет. В металлах электроны легко переходят на более высокие уровни зоны проводимости. В полупроводнике проводить ток могут либо электроны, попавшие в зону проводимости, либо дырки валентной зоны. Повышение температуры или концентрации примесей приводит к росту проводимости. Причем, если проводимость будет преимущественно электронной (n-тип), а если проводимость будет дырочной (p-тип).

В металлах повышение температуры, не увеличивая числа носителей в зоне проводимости, уменьшает длину свободного пробега электрона вследствие увеличения колебаний решетки, поэтому проводимость с ростом температуры падает.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление