Структура вещества примесных полупроводников

Примесные полупроводники — это вещества, в которых малое количество примесей добавлено в основную кристаллическую решетку полупроводника. Примесные полупроводники являются основной составляющей в конструкции большинства электронных устройств, таких как транзисторы, светодиоды и солнечные батареи. Подробнее про Структуру P-N перехода Вы можете почитать на сайте: https://voltage.pw/struktura-veshhestva-primesnyh-poluprovodnikov-p-n-perehod-ego-struktura-i-vah/

Кристаллическая решетка

Основная структурная составляющая примесных полупроводников — это кристаллическая решетка. Кристаллическая решетка представляет собой упорядоченное расположение атомов или молекул в пространстве. Примесные полупроводники могут иметь различные типы кристаллических решеток, такие как кубическая, квадратно-параллелепипедная или гексагональная.

Примеси

Вся структура примесных полупроводников определяется добавлением примесей в основную решетку. Примеси — это атомы или молекулы, отличные от основных материалов, которые добавляются в полупроводник для изменения его проводимости и других свойств.

Две основные категории примесей в полупроводниках — это доноры и акцепторы:

— Доноры добавляют свободные электроны в решетку полупроводника, увеличивая тем самым его электронную проводимость.

— Акцепторы добавляют \»дырки\» в решетку полупроводника, поскольку у них отсутствуют свободные электроны. Это увеличивает дырочную проводимость.

Зонная структура

Зонная структура полупроводников также играет важную роль в их структуре и свойствах смешанных полупроводников. Зона — это диапазон энергий, в котором находятся электроны или дырки. Основные зоны, которые определяют электронные и дырочные свойства примесных полупроводников, — это зона проводимости и валентная зона.

Зона проводимости содержит свободные электроны и определяет электронную проводимость материала. Валентная зона содержит электроны, связанные с атомами и не способные к проводимости.

Изменение проводимости

Добавление примесей в основную решетку полупроводника изменяет его проводимость. Основное изменение проводимости связано с добавлением примесей-доноров и примесей-акцепторов.

Добавление примесей-доноров увеличивает электронную проводимость, поскольку они добавляют свободные электроны в зону проводимости. Если количество доноров превышает количество обычных атомов полупроводника, материал становится \»экструзионным полупроводником\».

Добавление примесей-акцепторов, с другой стороны, увеличивает дырочную проводимость, поскольку они добавляют \»дырки\» в зону валентности. Если количество акцепторов превышает число обычных атомов полупроводника, материал становится \»типом p полупроводника\».

Суммарный эффект

Суммарный эффект примесей и зонной структуры полупроводников определяет их окончательные свойства и способности. Различные комбинации примесей и типов полупроводников могут создавать материалы с разными уровнями проводимости и вариациями свойств, делая их полезными для различных приложений в электронике и фотонике.