Навигация
2.6 П/п соединения.
Химическая связь в п/п соединениях.
Специальной связи в п/п соединениях нет. Химические связи в п/п разнообразны, исключается только металлическая связь. Преимущественно связь ковалентная.
(1) Классификация полупроводниковых соединений.
1) По типу образователя: оксиды, сульфиды, арсениды, фосфиды и т.д.
2) По типу кристаллической решетки: алмазоподобные …
3) По положению в периодической системе.
|
АIIIBVАIIBVI
АIBVII
А2IIIB3VI
АIBIIIC2VI
А2IBVIIICIVDVI
И т.д.
(2) П/п соединения АIIIBV
| АIII | BV | |
| B | N | диэлектрик |
| Al | P | полупроводник |
| Ga | As | |
| In | Sb | |
| Te | Bi | металл |
С увеличением (ZA+ZB)/2 наблюдается закономерное измение ΔЕ и температуры плавления (из увеличения радиуса атома следует уменьшение прочности ковалентной связи).
| соединение | энергия к.р. | температура плавления | ΔЕ, эВ | подвижность носителей тока, u | |
| е | р | ||||
| AlP | 190 | 2000 | 2.42 | – | – |
| GaP | 170 | 1467 | 2.25 | 300 | 150 |
| InP | 150 | 1055 | 1.28 | 6000 | 650 |
| AlAs | 170 | 1700 | 2.16 | – | – |
| GaAs | 146 | 1237 | 1.4 | – | – |
| InAs | 130 | 943 | 0.46 | – | – |
| AlSb | 160 | 1070 | 1.6 | – | – |
| GaSb | 133 | 712 | 0.79 | – | – |
| InSb | 121 | 536 | 0.18 | – | – |
| Si | 204 | 1421 | 1.21 | – | – |
| Ge | 178 | 937 | 0.78 | – | – |
АIIIBV
Алмазоподобные п/п, изоэлектронные ряды, имеют тетраэдрическую структуру. 3 ковалентные связи + 1 донорно-акцепторная.
| IV | АIIIBV | АIIBVI | АIBVII |
| Ge | GaAs | ZnSe | CuBr |
| ковалентная неполярная | 3 ковалентные + 1 д-а | 2 ковалентные + 2 д-а | 1 ковалентная + 3 д-а |
| χ | |||
Элементы удаляются друг от друга, следовательно, растет доля ионности связи и ширина запрещенной зоны, и уменьшается подвижность носителей тока.
| Соединение | Ge | GaAs | ZnSe | CuBr |
| ΔЕ, эВ | 0.78 | 1.53 | 2.6 | 2.94 |
(3)
Алмазоподобную структуру имеет большая группа соединений, состоящая из трех.
АIBIIIC2VI (CuZnS2, CuAlS2)
АIIBIVC2 (CdGeAs2, ZnGeAs2)
4 – и более элементов.
2.7 Реальные кристаллические решетки
Металлическая, атомная и ионная решетки в чистом виде существуют очень редко. В каждой кристаллической решетке существуют в какой-то мере все составные части. Электронная плотность решетки φ = С1 φмет + С2 φатомн + С3 φион, где С1 + С2 + С3 = 1 или 100%
ZnS: С1 пренебрежимо мала => ковалентно-ионная связь.
InSb: практически отсутствует ионная доля => ковалентно-металлическая связь.
NaSb: ионно-металлическая связь.
Закон постоянства состава и закон эквивалентов и кратных отношений, которые присущи молекулярным соединениям, в твердых телах не реализуется. Следовательно, твердые тела не имеют постоянства состава. Молекулярные соединения, которые имеют строго постоянный состав, называются дальтонидами. Твердые тела, в основном не имеют постоянного состава и называются бертоллидами. Их состав, а значит и свойства, зависят от способа получения.
0 комментариев