Глава I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

§ 1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Типы полупроводников.

С появлением учения об электричестве все вещества были разделены на проводники, изоляторы и полупроводники. В полупроводниках при комнатной температуре удельное сопротивление заключено в пределах от до , тогда как в типичных проводниках , а в изоляторах . В дальнейшем оказалось, что имеется большое количество веществ с удельным сопротивлением , но их нельзя отнести к полупроводникам в современном значении этого слова. Классификация веществ на проводники, изоляторы и полупроводники получила законченную и обоснованную форму только после создания квантовой механики и зонной теории твердого тела.

Однако уже более ста лет назад на основании экспериментальных результатов были сформулированы критерии, позволяющие выделить полупроводники в самостоятельный класс веществ [1, 2]. К основным свойствам полупроводников относятся: а) уменьшение электросопротивления с повышением температуры; б) величина удельного сопротивления в пределах от до ом-см; в) большие по сравнению с металлами значения термоэдс; г) выпрямление тока или неомическое поведение на контактах; д) чувствительность к свету, появление фотоэдс или изменение сопротивления при освещении.

Все полупроводники, как правило, твердые кристаллические тела. Наличие полупроводниковых свойств у некоторых жидкостей [3] и стеклообразных веществ [4] означает, что в них имеется ближний порядок в расположении атомов, такая жидкость по квантовомеханическим свойствам приближается к поликристаллу. По типу носителей тока полупроводники делятся на ионные и электронные. В ионных полупроводниках носителями тока служат ионы решетки, а в электронных электроны и дырки. Прохождение тока через ионные

полупроводники сопровождается переносом вещества и разрушением кристаллической решетки. Поэтому они не имеют серьезного практического значения и в дальнейшем не будут рассматриваться.

К полупроводникам относятся многие вещества:

1) чистые элементы: соединения типа где индексы указывают группу элемента; 3) соединения соединения соединения соединения соединения большинство минералов; 9) многие органические соединения. Полупроводниковыми свойствами обладают также ферриты, сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики [5], твердые растворы полупроводников и другие более сложные соединения.