* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

241 ПОЛУПРОВОДНИКИ 242 П . имеет р я д п р е и м у щ е с т в п е р е д м а к р о а н а л и з о м . П р и работе с м а л ы м и объемами и н е б о л ь ш и м и навес­ к а м и вещества с и л ь н о с о к р а щ а е т с я п р о д о л ж и т е л ь ­ ность а н а л и з а ( р а з л о ж е н и е п р о б ы , у п а р и в а н и е , ф и л ь т ­ рование растворов и т . п.), уменьшается расход реак­ тивов, м а т е р и а л о в и д р . Д л я количественных определений используют полу­ м и к р о в е с ы и л и обычные х о р о ш и е а н а л и т и ч . весы, а т а к ж е т о р з и о н н ы е весы. К а к п р а в и л о , о д н а к о , в П. з а к а н ч и в а ю т определение не весовым, а к а к и м - л и б о ф и з и к о - х и м и ч . и л и титриметрич. методом. П р и в ы п о л н е н и и м а с с о в ы х а н а л и з о в в геологнч. п р а к т и к е , з а в о д с к и х и у ч е б н ы х л а б о р а т о р и я х воз­ м о ж н о и с п о л ь з о в а т ь дорогие и особо чистые р е а к т и в ы , что ведет к п о в ы ш е н и ю к а ч е с т в а х и м и ч . исследо­ вания. Лит.; А л и м а р и н И . П . , А р х а н г е л ь с к а я В . f l . , К а ч е с т в е н н ы й п о л у м и к р о а н а л и з , 2 и з д . , М . — Л . , 1952; Г а Р~ б у з о в А. И . , М и ш и н В. П., Т и л е В. К . , Качественный х и м и ч е с к и й п о л у м и к р о а н а л и з , М . , 1960; А л е к с е е в В . К у р с к а ч е с т в е н н о г о х и м и ч е с к о г о п о л у м и к р о а н а л и з а , 4 изД-> М , , 1962; Н а з а р е н к о В. А., П о л у э к т о в Н. С , Полумикрохимический анализ минералов и р у д , М . — Д . , 1950; Ч е р о н и с Н . , М и к р о - и п о л у м и к р о м е т о д ы о р г а н и ч е ­ с к о й х и м и и , п е р . с а н г л . , М . , 1960; B e l c h e r R . , & о db е г t А . L . , S e m i - m i c r o q u a n t i t a t i v e organic a n a l y s i s , L . , 1945; Ш а й к и н д С. П . , Р у к о в о д с т в о к п р а к т и ч е с к и м р а ­ б о т а м п о п о л у м и к р о о б ъ е м н о м у а н а л и з у , Л . , 1954; Н и к и ­ т и н а Е . И . , Ускоренные полумикрохимические методы ана­ л и з а м е т а л л о в и с п л а в о в , М . , 1956. И. II. Алимарин. ПОЛУПРОВОДНИКИ. Общие понятия Основные параметры П. и и х о п р е д е л е н и е . . . . Химическая природа П. и критерии полупроводимости Классификация П Алмазоподобные П Получение Применение . . . 341 34 2 243 344 345 347 ?49 водимости. Е с л и АЕ н е в е л и к а , то п о д в л и я н и е м теп­ лового движения нек-рая доля электронов переходит из в а л е н т н о й з о н ы в з о н у п р о в о д и м о с т и , что с о о б щ а е т телу свойства П. Д л я п о я в л е н и я з а м е т н о й э л е к т р о ­ п р о в о д н о с т и п р и к о м н а т н о й темп-ре АЕ д о л ж н а не п р е в ы ш а т ь 1 эв. Е с л и АЕ в е л и к а , тело я в л я е т с я и з о л я ­ тором в ш и р о к о м и н т е р в а л е т е м п - р . П р о в о д и м о с т ь П . описанного типа наз. с о б с т в е н н о й прово­ д и м о е т ь ю . П е р е х о д э л е к т р о н а из в а л е н т н о й з о н ы в з о н у п р о в о д и м о с т и п р и в о д и т к в о з н и к н о в е н и ю сво­ бодного у р о в н я в в а л е н т н о й зоне — «д ы р к и». Т а к а я дырка может перемещаться (при переходе электрона в а л е н т н о й з о н ы с з а н я т о г о у р о в н я на свободный) и ведет себя в н е к - р ы х о т н о ш е н и я х подобно ч а с т и ц е с положительным единичным элементарным зарядом. Собственная п р о в о д и м о с т ь в р а в н о й степени о б у с л о в ­ л е н а д в и ж е н и е м э л е к т р о н о в в зоне п р о в о д и м о с т и и д в и ж е н и е м д ы р о к в в а л е н т н о й зоне. Обычно б о л ь ш е е з н а ч е н и е , чем с о б с т в е н н а я п р о в о ­ д и м о с т ь , имеет п р и м е с н а я п р о в о д и м о с т ь , в ы з в а н н а я м а л ы м и п р и м е с я м и и л и о т к л о н е н и я м и от стехиометрич. состава, создающими локальные энер­ гетич. у р о в н и в н у т р и з а п р е щ е н н о й з о н ы . Е с л и п р и ­ месные а т о м ы л е г к о о т д а ю т э л е к т р о н ы в з о н у п р о в о д и ­ мости, тело я в л я е т с я э л е к т р о н н ы м , и л и ге-п р о в о дн и к о м (отnegative — отрицательный); если примес­ ные атомы л е г к о п р и с о е д и н я ю т э л е к т р о н ы , с о з д а в а я д ы р к и в в а л е н т н о й з о н е , тело я в л я е т с я д ы р о ч н ы м , и л и р-п р о в о д н и к о м (от positive — п о л о ж и т е л ь ­ ный). З а в и с и м о с т ь у д . э л е к т р о п р о в о д н о с т и о П. о т темп-ры в ы р а ж а е т с я у р а в н е н и е м _AU AU& О б щ и е п о н я т и я . П . — вещества с э л е к т р о н н о й п р о ­ водимостью, в е л и ч и н а э л е к т р о п р о в о д н о с т и к о т о р я х п р и к о м н а т н о й темп-ре л е ж и т в п р е д е л а х о т ~ f 0 до ~ 1 0 ом~ -см~ , т. е. н а х о д и т с я м е ж д у э л е к т р о ­ проводностью хороших п р о в о д н и к о в — металлов ( ~ Ю ом~ -см~ ) и и з о л я т о р о в (от ~ Ю ~ до ~ 1 0 " ом~ *см~ ). Х а р а к т е р н о й особенностью П. я в л я е т с я п о л о ж и т е л ь н ы й т е м п е р а т у р н ы й коэфф. э л е к т р о п р о в о д ­ ности (в отличие о т м е т а л л о в , д л я к - р ы х он о т р и ц а т е ­ лен). П р и 0 ° К э л е к т р о п р о в о д н о с т ь П . о б р а щ а е т с я в н у л ь и в о з р а с т а е т с ростом темп-ры. З о н н а я т е о р и я т в е р д ы х тел п о з в о л я е т о б ъ я с н и т ь свойства м е т а л л о в , и з о л я т о ­ ров и П. с единой т о ч к и з р е н и я . В о з м о ж н ы е о р б и т ы э л е к т р о н о в п р о с т и р а ю т с я по всему объему твердого тела. Соответствующие им энергетич. у р о в н и з а п о л н я ю т почти н е п р е р ы в н о нек-рые и н т е р в а л ы з н а ч е н и й энер­ гии, образуя э н е р г е т и ч е с к и е з о н ы . В про­ м е ж у т к а х м е ж д у энергетич. з о н а м и , т. н. з а п р е ­ щ е н н ы х з о н а х , л е ж а т з н а ч е н и я э н е р г и и , к-рые э л е к т р о н твердого тела иметь не м о ж е т . Н а к а ж д о й орбите и л и , к а к п р и н я т о г о в о р и т ь , на к а ж д о м у р о в н е энергетич. з о н ы , с о г л а с н о п р и н ц и п у П а у л и , м о ж е т н а х о д и т ь с я не более 2 э л е к т р о н о в (причем д в а э л е к т ­ рона на одной орбите д о л ж н ы иметь п р о т и в о п о л о ж ­ ные с п и н ы ) . П р и 0 ° К э л е к т р о н ы з а н и м а ю т последова­ т е л ь н о энергетич. у р о в н и , н а ч и н а я с н а и н и з ш е г о . П о с л е д н я я и з энергетич. з о н , с о д е р ж а щ и х э л е к т р о н ы , наз. в а л е н т н о й з о н о й , т. к. в ней р а с п о л а ­ г а ю т с я в а л е н т н ы е э л е к т р о н ы атомов, и з к - р ы х состоит твердое т е л о . 2 - 9 1 1 6 1 1 1 4 2 2 1 1 о = Ае k T +A&e h T Е с л и в а л е н т н а я зона з а н я т а не п о л н о с т ь ю и, сле­ довательно, часть электронов находится в ближайшей н е з а н я т о й з о н е , т. н. з о н е п р о в о д и м о с т и , то твердое тело я в л я е т с я м е т а л л о м . Е с л и в а л е н т н а я зона з а н я т а п о л н о с т ь ю (т. е. на к а ж д о м энергетйч. уровне этой з о н ы имеется по 2 э л е к т р о н а ) , то твердое тело п р и О ° К будет и з о л я т о р о м . П р и п о в ы ш е н и и темп-ры оно м о ж е т л и б о о с т а т ь с я и з о л я т о р о м , либо с т а т ь в зависимости от ш и р и н ы з а п р е щ е н н о й з о н ы АЕ, о т д е л я ю щ е й в а л е н т н у ю з о н у от з о н ы п р о - Первое с л а г а е м о е п р а в о й ч а с т и у р а в н е н и я о п и с ы в а е т собственную п р о в о д и м о с т ь , второе — п р о в о д и м о с т ь , с о з д а в а е м у ю п р и м е с ь ю ; AU и AU& — т. н. э н е р ­ г и я а к т и в а ц и и собственной и п р и м е с н о й п р о ­ водимости, соответственно А и А& — п о с т о я н н ы е (А& з а в и с и т о т к о н ц е н т р а ц и и п р и м е с и ) , к — п о с т о я н ­ н а я Б о л ь ц м а н а , Т — а б с о л ю т н а я темп-ра. О с н о в н ы е п а р а м е т р ы П . и их о п р е д е л е н и е . П а р а м е т ­ р а м и , о п р е д е л я ю щ и м и основные физич. с в о й с т в а П . , я в л я ю т с я : э н е р г и я а к т и в а ц и и собственной п р о в о д и ­ мости, подвижность, концентрация и время ж и з н и носителей т о к а , а т а к ж е д и э л е к т р и ч . п о с т о я н н а я П . Энергию активации собственной проводимости обычно в ы р а ж а ю т в э л е к т р о н в о л ь т а х (эв). П о д в и ж ­ ность н о с и т е л е й тока, измеряемая в см )в-сек, характеризует скорость движения электронов в элект­ рич. поле и о п р е д е л я е т с я м е х а н и з м о м р а с с е я н и я соответствующих носителей т о к а . В П. н о с и т е л и тока — электроны и дырки — могут рассеиваться к а к на т е п л о в ы х к о л е б а н и я х р е ш е т к и , т а к и н а п р и м е ­ с я х , что п р и в о д и т к с н и ж е н и ю п о д в и ж н о с т и н о с и т е ­ л е й . Поэтому в е л и ч и н а п о д в и ж н о с т и м о ж е т я в л я т ь с я характеристикой чистоты материала в тех с л у ч а я х , когда максимальная подвижность у ж е получена экспе­ р и м е н т а л ь н о и а д р у г и х о б р а з ц а х этого ж е вещества или когда она известна теоретически. Чистота П.— одна из в а ж н е й ш и х его х а р а к т е р и с т и к , на о с н о в е к-рой м о ж н о точно д о з и р о в а т ь п р и м е с и , п р и с у т с т в и е к-рых определяет возможность использования П. в приборах. Работа большинства полупроводниковых приборов обеспечивается примесным механизмом про­ водимости, в с в я з и с чем с о б с т в е н н а я п р о в о д и м о с т ь П. д о л ж н а б ы т ь м а л а . Это т р е б о в а н и е обычно о п р е д е ­ л я е т м а к с и м а л ь н о д о п у с т и м у ю темп-ру эксплуата­ ц и и п р и б о р о в — с ростом темп-ры с о б с т в е н н а я п р о ­ водимость п о в ы ш а е т с я . Р о л ь п р и м е с е й м о г у т и г р а т ь не т о л ь к о ч у ж е р о д н ы е а т о м ы , но и н а р у ш е н и я к р и с ­ т а л л и ч . р е ш е т к и (см. Дефекты структуры). П р и ком2