Головна
Українська Радянська Енциклопедія
Енциклопедичний словник-довідник з туризму
Юридична енциклопедія - Шемшученко Ю.С.
 
Головна arrow Українська Радянська Енциклопедія arrow нам-нар arrow НАПІВПРОВІДНИКИ
   

НАПІВПРОВІДНИКИ

— велика група речовин, які за характерним для них значенням електропровідності о займають проміжне місце між добрими провідниками (металами) та діелектриками. Осн. ознакою Н., яка відрізняє їх від металів, є зростання а з підвищенням т-ри. Електропровідність та ін. кінетичні коефіцієнти, які характеризують переносу явища в Н., дуже чутливі до зміни т-ри, а також ін. зовн. впливів — освітлення, опромінення ядерними частинками, зовн. електр. та магн. полів тощо (див. Термоелектричні явища. Фотопровідність, Гальваномагнітні явища). До Н. належать герлакій, кремній, селен, телур, кремнію карбід, сполуки типу АІІІ —BV (елементів III групи з елементами V групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва) — арсеніди, фосфіди, антимоніди, нітриди (GaАs, InAs, GaP, InP, InSb, AIN та ін.), сполуки типу A ІІ B IV (напр., ZnTe, CdTe, CdS, ZnS), а також багато ін. неорганічних та органічних сполук. Характерні властивості Н. зумовлені особливістю їхньої електронної будови і пояснюються зонною теорією, за якою Н.— кристали з лише порожніми та цілком заповненими (при абс. нулі т-ри) зонами енергетичними. Від діелектриків Н. відрізняються лише шириною забороненої зони Еg, яка відокремлює валентну зону від зони провідності. Як правило, до Н. відносять кристали з Еg < 2 ÷ ЗеВ. Існують і т. з. безщілинні Н., в яких зона провідності безпосередньо примикає до валентної зони. Чисті (без домішок) кристали з Eg < ІеВ вже при кімнатній т-рі (300 К) мають помітну електропровідність внаслідок того, що тепловий рух "закидає" частину електронів з валентної зони в зону провідності. При цьому рівноважна концентрація електронів nе у зоні провідності дорівнює концентрації дірок nр у валентній зоні і виражається формулою: ne = np = А ехр (—Еg/2kT), де Т — абс. т-ра, k — Больцмана стала, А — стала, яка може слабко залежати від т-ри. Електропровідність, зумовлена рухом (під дією електр. поля) однакової кількості електронів і дірок у чистих Н., наз. власною. В більшості Н., які містять домішкові атоми та ін. дефекти в кристалах, частіше реалізується т. з. домішкова провідність, зумовлена переходом електронів донорів у зону провідності або захопленням акцепторами електронів з валентної зони і створенням у ній дірок. При різному співвідношенні між донорами й акцепторами переважна провідність Н. може здійснюватись або електронами (и-провід-ність), або дірками (р-провідність). Залежно від типу переважної провідності в Н. розрізняють власні, електронні та діркові Н. Вводячи в напівпровідник ті чи ін. домішкові атоми, можна в широких межах змінювати його електр. властивості. Область Н., в якій має місце зміна типу провідності (електронно-дірковий перехід), характеризується випрямними властивостями (опір електр. струмові через неї в одному напрямі набагато більший, ніж у протилежному), а також нелінійною залежністю струму від прикладеної напруги. Випрямні властивості та нелшійність вольт-амперної характеристики можуть мати і контакт Н. з металом (т. з. поверхнево-бар'єрний перехід) та контакт двох різних за хім. складом Н. (гетероперехід). Н., завдяки високій чутливості їхніх електр. та ін. властивостей до зовн. впливів, широко застосовуються в науці і техніці (див. Напівпровідникові прилади). Особливо велику роль відіграють Н. у сучас. електро- і радіотехніці, електроніці, автоматиці та обчислювальній техніці. На Україні дослідження в галузі фізики і техніки Н. проводяться в ін-тах напівпровідників, фізики, фізико-технічних (у Харкові й Донецьку) АН УРСР, а також на кафедрах ряду університетів республіки.

Літ.: Иоффе А. Ф. Физика полупро-водников. М.—Л., 1957; Бонч-Бруе-вич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М., 1977; Ансельм А. И. Введение в теорию полупроводников. М., 1978.

Я. М. Томчук.