Естественные науки
Чем вообще отличается полупроводник n-типа от металла?
И в том и в другом основными носителями являются свободные электроны. Почему в металле нет дырочной проводимости, а в полупроводнике есть? Ведь атомы металла тоже отдают электроны в зону проводимости и становятся положительными ионами! Почему же не говорят о дырочной проводимости металла? Почему, наконец, переход "металл - полупроводник p-типа" не обладает теми же свойствами, что и n-p-переход? По идее, он должен обладать такими же свойствами. Сколько ни читаю учебник, никак не могу найти ответы на все эти вопросы!
Сравните микроскопические отличия образования электронов проводимости в металлах и в полупроводниках.
В энергетической структуре металла имеются свободные энергетически вырожденные квантовые состояния (1) - частично заполненные электронные оболочки, и при перекрывании орбитальных волновых функций атомов металлов электроны могут переходить в эти состояния; естественно, без сообщения дополнительной энергии (2). Зона проводимости и валентная зоны, в результате, перекрываются (3). Уровень Ферми у металлов, следовательно, соответствует зоне проводимости (4). Электроны в металлах не свободные, а квазисвободные. То есть, формально, "дырок" в металлах не существует.
У полупроводника же, любого, есть либо полностью заполненные оболочки, либо же полностью пустые (1"). Это значит, что между валентной зоной и зоной проводимости существует запрещенная зона (2"). Уровень Ферми лежит на запрещенной зоне (4"). У н-полупроводника уровень Ферми лежит выше средины запрещенной зоны, у п - ниже средины (это связано с концентрацией свободных электронов и межэлектронным взаимодействием) . Но существование запрещенной зоны в любом случае означает то, что для того, чтобы электрон перешел в зону проводимости, он должен получить энергию, соответствующую ширине запрещенной зоны (3").
В чем разница обычного п-н-диода и диода Шоттки (контакт металл-полупроводник) ? На макроскопическом уровне - ни в чем. На микроскопическом - в области перехода диода Шоттки отсутствуют "дырки", неосновные носители заряда, потому разность потенциалов определяется исключительно разностью работ выхода. Это обусловливает большое быстродействие этого диода. В области же п-н-перехода же присутствуют также и неосновные носители заряда, инерционность которых велика.
В энергетической структуре металла имеются свободные энергетически вырожденные квантовые состояния (1) - частично заполненные электронные оболочки, и при перекрывании орбитальных волновых функций атомов металлов электроны могут переходить в эти состояния; естественно, без сообщения дополнительной энергии (2). Зона проводимости и валентная зоны, в результате, перекрываются (3). Уровень Ферми у металлов, следовательно, соответствует зоне проводимости (4). Электроны в металлах не свободные, а квазисвободные. То есть, формально, "дырок" в металлах не существует.
У полупроводника же, любого, есть либо полностью заполненные оболочки, либо же полностью пустые (1"). Это значит, что между валентной зоной и зоной проводимости существует запрещенная зона (2"). Уровень Ферми лежит на запрещенной зоне (4"). У н-полупроводника уровень Ферми лежит выше средины запрещенной зоны, у п - ниже средины (это связано с концентрацией свободных электронов и межэлектронным взаимодействием) . Но существование запрещенной зоны в любом случае означает то, что для того, чтобы электрон перешел в зону проводимости, он должен получить энергию, соответствующую ширине запрещенной зоны (3").
В чем разница обычного п-н-диода и диода Шоттки (контакт металл-полупроводник) ? На макроскопическом уровне - ни в чем. На микроскопическом - в области перехода диода Шоттки отсутствуют "дырки", неосновные носители заряда, потому разность потенциалов определяется исключительно разностью работ выхода. Это обусловливает большое быстродействие этого диода. В области же п-н-перехода же присутствуют также и неосновные носители заряда, инерционность которых велика.
Sadulla Seydametov
А, я напутал с нумерацией. Вместо 2" должно стоять 3"; соответственно, вместо 3" - 2".
Связь в полупроводниках ковалентная, то есть осуществляется парами электронов, а в металлах металлическая, то есть осуществляется всем сообществом свободных электронов. Кроме того плотность свободных электронов в полупроводниках меньше, чем в металлах примерно в 10 000 000 000 раз.
по определению! :-)
чем проводник от полупроводника отличается?
я в деццтве тоже задавался этими вопросами, но уже забыл ответы на них :-)
хотя как сейчас помню, что первые диоды делались именно на переходе полупроводник- металл.
Как на заре полупроводников это творили деды можно почитать здесь: http://the-mostly.narod. ru/misc/ hande_made_detectors.html
(убери пробелы в ссылке)
Ой не те вопросы тебя мучают за 36 часов до наступления нового года! Не забивай голову!
чем проводник от полупроводника отличается?
я в деццтве тоже задавался этими вопросами, но уже забыл ответы на них :-)
хотя как сейчас помню, что первые диоды делались именно на переходе полупроводник- металл.
Как на заре полупроводников это творили деды можно почитать здесь: http://the-mostly.narod. ru/misc/ hande_made_detectors.html
(убери пробелы в ссылке)
Ой не те вопросы тебя мучают за 36 часов до наступления нового года! Не забивай голову!
Похожие вопросы
- Вот существуют полупроводники п-типа, т. е. их проводимость обусловлена дырками. Как дырки проводят электрический ток?
- Математика в других странах. И вообще отличается ли она?
- Чем отличаются металлы от полупроводников, что заставляет появляться запрещенную зону?
- Какие преимущества и недостатки у терморезисторов из металла, из полупроводников ?
- Как изменится электр. сопротивление металлов и полупроводников при понижении температуры
- Почему, чем тяжелее металл, тем он опаснее? Сначала Золото, Ртуть, Талий, Свинец... А дальше так вообще радиоактивные...
- Про полупроводники.
- Зоны проводимости, и т. д. в полупроводниках
- А какие уникальные свойства несет в себе такой металл как золото, чем оно отличается от других металлов?
- Почему магнит притягивает металл из железа а другие металлы нет и почему магнит вообще притягивает?