Основы зонной теории

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ

К полупроводникам относятся вещества, которые по своим электрическим свойствам занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Например,

r_Cu=0,017×10^-6 Ом×м;

r_Si=2×10³ Ом×м;

r_ПЭ = 10¹⁵ Ом×м.

 

 

Главным отличительным признаком полупроводников является сильная зависимость их электропроводности (удельного сопротивления) от темпера­туры, концентрации примесей, воздействия светового и ионизирующего излучений (может изменяться на 6-7 порядков).

 

 

Зонная теория твердого тела – это теория валентных электронов, движущихся в периодическом потенциальном поле кристаллической решетки.

E,эВ

 

Самую верхнюю из зон, частично или полностью заполненную электронами, называют валентной зоной, а ближайшую к ней незаполненную – зоной проводимости или свободной зоной.

 

С точки зрения зонной теории все твердые тела можно разделить на две основные группы: материалы, у которых валентная зона перекрывается зоной проводимости и материалы, у которых валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной зоной.

Ширина запрещенной зоны – минимальная энергия, необходимая для переброса валентного электрона в зону проводимости (свободную зону)

 

Материалы, в энергетической диаграмме которых отсутствует запрещенная зона, относятся к категории проводников, материалы с узкой запрещенной зоной (менее 3 эВ) – к категории полупроводников и материалы с широкой запрещенной зоной (более 3 эВ) – к категории диэлектриков.