Ярым үткәргес

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ярым үткәргес
Commons-logo.svg Ярым үткәргес Викимилектә
Монокристаллический кремний — полупроводниковый материал, наиболее широко используемый в промышленности сегодня.

Ярымүткәргестәр — үҙҙәренең сағыштырма үткәреүсәнлеге менән үткәргестәр һәм диэлектриктар араһында торған материалдар, үткәргестәрҙән сағыштырмаса үткәреүсәнлегенең ҡушылдыҡтар концентрацияһына, температураға һәм төрлө нурланыштарҙың тәьҫиренә бәйле булыуҙары менән айырылалар. Ярымүткәргестәрҙең үҙенсәлеге — электр үткәреүсәнлегенең температура артыу менән арта барыуы[1].

Ярымүткәргес булып тыйылған зона киңлеге электрон-вольт (эВ) булған кристалдар тора. Мәҫәлән, алмаз — киң зоналы (6 эВ тирәһе), ә индий арсениды (арсенид индия) — тар зоналы (0,35 эВ) ярымүткәргес. Бик күп химик элементтар- ярымүткәргес (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк һәм башҡа), шулай уҡ күп кенә ҡушып иретелгән һәм химик ҡушылма (галлий арсениды һәм башҡа) матдәләр.

Саф кристалл рәшәткәһендәге башҡа химик элементтың атомы — химик ҡушылма (мәҫәлән, кремний кристалында атом фосфор, бор атомы һәм башҡа) тип атала. Ҡушылма атом электронын кристалға биреүе (кремний кристалында фосфор атомы), йәки алыуына (бор) ҡарап, ҡушылма атомдарҙы донор, йә иһә акцептор тиҙәр. Кристалл рәшәткәһендәге ниндәй атом урынын алмаштырғанына, ниндәй критсаллографик яҫылыҡҡа урынлашыуына ҡарап, ҡушылдыҡтың үҙенсәлеге үҙгәрә ала.

Ярымүткәргестәрҙең үткәреүсәнлеге температураға ныҡ бәйле. Температура абсолют нулгә яҡынайғанда ярымүткәргестәр диэлектриктар үҙенсәлегенә эйә була.

Физик үҙенсәлектәре һәм ҡулланыу[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ярым үткәргестәрҙең физик үҙенсәлектәре металл, йәки диэлектриктар менән сағыштырғанда яҡшыраҡ өйрәнелгән. Быға күп төрлө башҡа матдәләрҙә күҙәтелмәй торған эффекттар булышлыҡ итә , улар тәү сиратта ярым үткәргестәрҙең зоналы структура төҙөлөшө менән һәм тыйылған тар зонаһы булыуы менән бәйле. Әлбиттә, ярым үткәргестәрҙе өйрәнеүгә төп стимул булып, ярым үткәргес приборҙар һәм интеграль микросхемалар эшләп сығарыу тора. Был тәү сират та саҡматашҡа (кремний) , тағы башҡа (Ge, GaAs, InP, InSb) кеүек берләшмәләргә ҡағыла.

Саҡматаш — тура зоналы булмаған ярым үткәргес, оптик үҙенсәлектәре фотодиодтар һәм ҡояш батареяларын эшләү өсөн файҙаланыла , ләкин уны яҡтылыҡ сығанағы итеп эшләтеү бик ауыр. Бында тура зоналы ярым үткәгестәргә бер ни етә алмай — AIIIBV тибындағы берләшмәләр, улар араһында яҡтылыҡ диодтары (светодиодтар) һәм ярымүтәргес лазерҙар эшләүҙә ҡулланылған GaAs, GaN.

Ысын ярым үткәргес абсолют нуль булған температурала, үткәреүсәнлек зонаһында бәйһеҙ таратыусыларҙан айырмалы , үҙен диэлектрик кеүек тота . Легирлау ваҡытында ситуацияның үҙгәреүе мөмкин (вырожденные полупроводники).

Технологтарҙың саф матдәләр алыу мөмкинлектәре бар, шуға күрә Авогардо һаны өсөн яңы эталон эшләү мәсьәләһе ҡалҡа.

Ярым үкәргестәр исемлеге[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

ярым үткәргестәрҙе бер нисә төргә бүлеп йөрөтәләр:

  • ябай ярым үткәргес материалдар — химик элементтар: бор B, углерод C, германий Ge, кремний Si, селен Se, сера S, сурьма Sb, теллур Te и йод I. Германий, кремний һәм селен үҙ аллы киң ҡулланыла. Ҡалғандар легирлау өсөн ҡушылма , йәки ҡатмарлы ярым үткәгес материалдар компоненттары итеп ҡулланыла;
  • ҡатмарлыярым үткәргес материалдар төркөмөнә ике, өс, йәки унан да күберәк химик берләшмәләр инә. Ике элементтан торған ярым үткәргес материалдар бинар, химияла ҡабул ителгәнсә, ҡайһы компоненттың металл үҙенсәлектәре әҙерәк сағылһа, шуның исемен йөрөтә. Шулай итеп, составында мышьяк булған бинар берләшмәләр, арсенид,көкөрт  — сульфид, теллур — теллурид, углерод — карбид исемдәрен йөрөтә. Ҡатлаулы ярым үткәргес материалдарҙы берләшмәнең компоненттары Д.И.Менделеев элементтарҙың периодик системаһындағы ҡайһы төркөмгә инә, шул төркөм һаны буйынса йыялар , һәм латин алфавитындағы хәрефтәр менән билдәләйҙәр (A — беренсе элемент, B — икенсе һ.б.). Мәҫәлән, бинар берләшмә - индий фосфиды InP AIIIBV

Түбәндәге берләшмәләр киң ҡулланыла:

AIIIBV
  • InSb, InAs, InP, GaSb, GaP, AlSb, GaN, InN
AIIBV
  • CdSb, ZnSb
AIIBVI
  • ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdTe, HgSe, HgTe, HgS
AIVBVI
  • PbS, PbSe, PbTe, SnTe, SnS, SnSe, GeS, GeSe

шулай уҡ ҡурғаш , аҡ ҡурғаш, германий, кремний окиселдары, һәм феррит, аморф былалар һәм башҡа бик күр берләшмәләр (AIBIIIC2VI, AIBVC2VI, AIIBIVC2V, AIIB2IIC4VI, AIIBIVC3VI).

Күрһәтелгән бинар берләшмәләрҙең күбеһенең  нигеҙендә уларҙың ҡаты растворҙарын алып була : (CdTe)x(HgTe)1-x, (HgTe)x(HgSe)1-x, (PbTe)x(SnTe)1-x, (PbSe)x(SnSe)1-x и других.

AIIIBV берләшмәләре, башлыса, ныҡ юғары йышлыҡта эшләгән электрон техника изделиелары эшләүҙә ҡулланыла.

AIIBV берләшмәләрен күренеүсе өлкәләр люминофорҙар, светодиодтар,  Холл  датчигы, модуляторҙарҙа ҡулланалар.
AIIIBV, AIIBVI и AIVBVI-  яҡтылыҡ сығанаҡтарын һәм ҡабул итеүселәрен, нурланыш  индикаторҙарын һәм модуляторҙарын эшләгәндә  ҡулланалар .

Окислы ярым үткәргес берләшмәләр фотоэлементтар, юғары йышлыҡлы индуктивлыҡ турайтҡыстары һәм үҙәктәре итеп ҡулланалар.

Физические свойства соединений типа AIIIBV
Параметры AlSb GaSb InSb AlAs GaAs InAs
Температура плавления, К 1333 998 798 1873 1553 1218
Постоянная решётки, Å 6,14 6,09 6,47 5,66 5,69 6,06
Ширина запрещённой зоны ΔE, эВ 0,52 0,7 0,18 2,2 1,32 0,35
Диэлектрическая проницаемость ε 8,4 14,0 15,9
Подвижность, см²/(В·с):
электронов 50 5000 60 000 4000 34000[2]
дырок 150 1000 4000 400 460[2]
Показатель преломления света, n 3,0 3,7 4,1 3,2 3,2
Линейный коэффициент теплового
расширения, K-1
6,9·10-6 5,5·10-6 5,7·10-6 5,3·10-6

группа IV[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа III-V[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа II-VI[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа I-VII[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа IV-VI[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа V-VI[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Группа II—V[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Башҡалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Органические полупроводники[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Магнитные полупроводники[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  1. Н. С. Зефиров (гл. ред.). Химическая энциклопедия — Москва: Большая Российская Энциклопедия, 1995. — Т. 4. — Б. 55. — 639 б. — 20000 экз. — ISBN 5-85270-092-4.
  2. 2,0 2,1 Индия арсенид // Химическая энциклопедия

Әҙәбиәт[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Ян Тауц Фото- и термоэлектрические явления в полупроводниках. М.: Издательство иностранной литературы, 1962, 256 с.
  • Ян Тауц Оптические свойства полупроводников. М.: Мир, 1967, 74 с.