Dodał admin, 2007-10-09 Autor / Opracowanie: Tomasz Bajdan

W przemyśle elektronicznym najczęściej stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi są pierwiastki krzem, german oraz związki pierwiastków arsenek galu, azotek galu, antymonek indu lub tellurek kadmu

 PÓŁPRZEWODNIKI- WIADOMOŚCI OGÓLNE

Półprzewodniki- są to ciała stałe, których opór elektryczny właściwy (rezystywność elektryczna) mieści się w przedziale 10-4 - 108 Ωm,
a więc jest większy niż metali a mniejszy niż dielektryków.
Do cech charakteryzujących półprzewodniki zaliczamy:
- silna zależność właściwości od oddziaływań zewnętrznych (oświetlenia, ogrzewania, pola elektrycznego itp.)
- ujemny współczynnik temperaturowy oporności elektrycznej zakresie wysokich temperatur,
- przewodnictwo elektronowe,
- oporność właściwa w temperaturze pokojowej rzędu 10-3–10-6 Ωcm
Według pasmowej teorii ciała stałego w temperaturze 0 K pasmo walencyjne półprzewodników jest całkowicie wypełnione elektronami i pole elektryczne nie może zmienić ani położenia, ani pędu poszczególnych elektronów, a więc wywołać przepływ prądu elektrycznego. Aby elektron mógł uczestniczyć w przepływie prądu, musi zostać przeniesiony do pasma przewodnictwa (następnego pasma pustego lub niecałkowicie zapełnionego), oddzielonego od pasma walencyjnego tzw. pasmem wzbronionym (przerwą energetyczną); ilość energii potrzebna do przeniesienia elektronu w półprzewodniku z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa wynosi od 2∙10-3 do 3 eV (wielkość przerwy energetycznej).
Zatem już w temperaturze pokojowej pewna liczba elektronów zostaje przeniesiona do pasma przewodnictwa liczba ta rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Nośnikami ładunków biorącymi udział przepływie prądu są oprócz elektronów tzw. dziury, które powstają w paśmie walencyjnym w wyniku przejścia elektronów z tego pasma do pasma przewodnictwa, które zachowują się jak cząstki o elementarnym ładunku dodatnim. O wartości przewodnictwa właściwego decyduje zarówno koncentracja jak i ruchliwość nośników ładunków.
Pod pojęciem ruchliwości nośników ładunków rozumiemy zachowanie się nośników prądu elektrycznego w danym materiale pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, liczbowo równą średniej prędkości nośników prądu przemieszczających się pod wpływem pola elektrycznego o natężeniu 1V/cm. Ruchliwość nośników zależna jest od rodzaju materiału (metal, półprzewodnik), rodzaju nośnika (elektrony, jony, dziury) i innych czynników takich jak np. temperatura, czy stężenie elektrolitu.

 MATERIAŁY PÓŁPRZEWODNIKOWE
Ciała stałe krystaliczne, bezpostaciowe oraz ciecze wykazujące właściwości półprzewodnikowe (patrz półprzewodniki). Właściwości oraz powstawanie zależą od położenia ich składowych pierwiastków chemicznych w układzie okresowym. Półprzewodniki typu diamentu występują pośród pierwiastków skłonnych do kształtowania struktury krystalicznej tetraedrycznej o liczbie koordynacyjnej równej 4 (struktura diamentu); istotną rolę odgrywają tutaj parametry energetyczne tych pierwiastków a zwłaszcza powinowactwo elektronowe.
Pierwiastki IV grupy: C (diament), Si, Ge oraz Sn są półprzewodnikami i krystalizują w strukturze diamentu. Pierwiastki innych grup niewykazujące własności półprzewodników, wiążą się w pary, z których każda złożona jest z pierwiastków równo oddalonych od IV grupy. Uzyskane w ten sposób półprzewodnikowe związki chemiczne typu A3B5 lub A2B6 (A,B- pierwiastki; cyfry oznaczają numery grup) są krystalochemicznymi analogonami półprzewodników IV grupy i krystalizują głównie w strukturze siarczku cynku ZnS. W związkach tych każdy atom posiada 4 elektrony walencyjne, co jest przyczyną wspólnych właściwości z pierwiastkami IV grupy. Z drugiej strony obecność 2 rodzajów atomów zakłóca symetrię sieci i powoduje występowanie wiązania jonowego obok kowalentnego, co z kolei doprowadza do pewnych różnic w ich właściwościach. Półprzewodniki typu diamentu są stosowane w radioelektronice, odznaczają się, bowiem dużą ruchliwością nośników, stosunkowo wysoką temperaturą topnienia, wytrzymałością mechaniczną i chemiczną.