- •1. Полупроводниковые материалы
- •1.1. Характеристика основных свойств
- •1.2 Классификация.
- •3. Подвижность свободных носителей заряда ( n и p)
- •5. Относительная диэлектрическая проницаемость.
- •6. Плотность материала.
- •7. Удельное сопротивление собственных полупроводников.
- •1.3.1. Кремний Si.
- •1.3.2. Германий Ge.
- •1.4. Сложные полупроводники.
- •1.4.1. Соединения группы а2b6.
- •1.4.2. Соединения группы а4в4.
- •1.4.3. Окисные полупроводники.
- •1.4.4. Поликристаллические полупроводники.
- •1.4.5. Аморфные полупроводники.
- •1.5. Параметры полупроводниковых материалов
- •1.6. Классификация полупроводниковых материалов
- •1.7. Полупроводниковый кремний как конструкционный материал
- •1.8. Вопросы и задачи
- •2. Проводниковые материалы
- •2.1. Определение и свойства проводников
- •2.2. Зависимость электрических свойств проводниковых материалов от внешних факторов
- •2.2.1. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников
- •2.2.2. Зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов от давления
- •2.2.3. Сопротивление проводников на высоких частотах
- •2.2.4 Свойства материалов в виде тонких плёнок.
- •2.3 Материалы высокой проводимости.
- •2.4 Металлы высокого сопротивления.
- •2.5 Монометаллические резистивные материалы.
- •2.6 Металлические сплавы
- •2.7. Металло-окисные резистивные материалы.
- •2.8. Интерметаллические сплавы.
- •2.9. Механические композиции.
- •2.10. Материалы для толстоплёночных гис.
- •2.11. Сплавы специального назначения.
- •2.12 Биметаллы.
- •2.13. Вопросы и задачи
- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Определение, основные свойства
- •3.1. Графики зависимости диэлектрической проницаемости
- •3.2. Параметры диэлектриков
- •3.2.1. Электрические параметры
- •3.2.2. Тепловые параметры
- •3.2.3. Физические параметры
- •3.3. Обзор диэлектрических материалов.
- •3.4. Функции пассивных диэлектриков в рэа.
- •3.5. Классификация пассивных диэлектриков.
- •3.6. Газообразные диэлектрики.
- •3.7. Жидкие диэлектрики.
- •3.8. Твердеющие диэлектрики.
- •3.9.1. Лаки.
- •3.9.2. Эмали.
- •3.9.3. Компаунды.
- •3.10. Полимеры.
- •3.11.1. Природные полимеры.
- •3.11.2. Линейные полимеры.
- •3.11.3. Полимеры, получаемые поликонденсацией.
- •3.12. Композиционные пластмассы и слоистые пластики.
- •3.13. Полимерные клеи и адгезивы.
- •3.14. Стекла.
- •3.14.1 Способы аморфизации материалов.
- •3.14.2. Общая характеристика стекол.
- •3.14.3. Химический состав и свойства оксидных стекол.
- •3.14.4. Техническое назначение стекол.
- •3.14.5. Кварцевое стекло высокой чистоты.
- •1.10. Стеклокристаллические материалы – ситаллы.
- •3.16. Техническая керамика.
- •3.16.1. Общая характеристика.
- •3.16.2. Виды керамики, применяемые в рэа.
- •3.17. Кварцевое стекло
- •3.18. Вопросы и задачи
- •4.2. Прецизионные сплавы
- •4.3. Вопросы
- •5. Магнитные материалы
- •5.1. Классификация веществ по магнитным свойствам
- •5.2. Основные свойства и параметры магнитных материалов
- •5.3. Виды магнитных материалов
- •5.4. Влияние состава, механической и термической обработки на магнитные свойства ферромагнетиков.
- •5.5. Магнитомягкие материалы.
- •5.5.1. Требования к магнитомягким материалам.
- •5.5.2. Классификация магнитомягких материалов.
- •5.5.3. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей.
- •5.5.4. Высококачественные магнитомягкие материалы.
- •5.6. Магнитотвердые материалы.
- •5.6.1. Мтм для постоянных магнитов.
- •5.6.2. Мтм для магнитных лент.
- •5.7. Магнитные материалы специального назначения.
- •5.7.1. Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ппг)
- •5.7.2. Магнитострикционные материалы.
- •5.7.3. Магнитные пленки.
- •5.7.4. Свч ферриты.
- •5.8. Вопросы
1.4.1. Соединения группы а2b6.
Это соединения цинка (Zn), кадмия (Cd), ртути (Hg) с серой (S), селеном (S) и теллуром (Te). Соединения называются сульфиды, селениды и теллуриды, есть общее название - халькогениды.
Параметр |
CdS |
CdSe |
CdTe |
Tпл, K |
1748 |
1523 |
1313 |
З, эВ |
2,4 |
1,8 |
1,5 |
n, |
200 |
200 |
600 |
p, |
20 |
— |
50 |
В этих соединениях связь ионно-ковалентная с увеличением доли ионной связи по сравнению с предыдущими соединениями А3В5.
В пределах каждой группы закономерности изменения параметров такие же как в соединении А3В5. Все соединения, разлагающиеся при повышенных температурах. Многие имеют проводимость одного типа, независимо от способов соединения и легирования. Наибольшее применение получили в качестве люминофоров и фоторезисторов. Узкозонные полупроводники этой группы применяются в качестве приёмников ИК излучения. Синтез этих соединений идет по реакции обменного разложения в водной среде. К халькогенидам относят также соединения свинца (Pb) с: Сs, Se, Te. В этих соединениях преобладает ионная связь. Проводимость этих соединений зависит от стехиометрического состава, а также от примесей. Избыток Pb, а также элементы 3-й и 7-й групп создают проводимость n-типа. Избыток халькогена, а также атомов 1-й группы создаёт проводимость р-типа. Особенностью этих полупроводников является увеличение ширины запрещенной зоны с ростом температуры.
Параметр |
PbS |
PbSe |
PbTe |
Tпл, K |
1383 |
1338 |
1177 |
З, эВ |
0,6 |
0,55 |
0,6 |
n, |
600 |
900 |
300 |
p, |
400 |
500 |
300 |
Применяют как детекторы ИК излучения, производства фоторезисторов, для изготовления термоэлектронных генераторов. При низких температурах возможна излучательная рекомбинация, поэтому применяют для производства инжекционных лазеров
1.4.2. Соединения группы а4в4.
SiC - имеет только ковалентную связь. Отличается высокой твёрдостью (твёрже алмаза). Имеет высокую химическую стойкость. Имеется более 100 политипов соединения карбидов кремния. З=2,39÷3,34эВ. Приборы на основе SiC работают до t=500С. Поликристаллический SiC получают из чистого кварцевого песка в электрических печах в атмосфере углерода. Монокристаллический SiC получают методом сублимации. Чистые кристаллы SiC бесцветны. Нарушение состава, а также примеси меняют цвет соединения. Применяются в производстве варисторов и прецизионных светодиодов.
1.4.3. Окисные полупроводники.
Окислы ряда металлов Fe, Zn, Cu, Mn способны образовывать твёрдые растворы окислов, которые рассматриваются как нестехиометрические полупроводники. С одной стороны, они являются ионными кристаллами, а с другой – имеют электронную проводимость. Однако, подвижность свободных зарядов в них низкая. Большая часть окислов идет в производство магнитных материалов ферритов, где используется их главное достоинство – высокое удельное сопротивление. Сu2O – закись меди. Получают окислением медных пластин в электрических печах. З у Cu2O 1,5эВ. Имеют только р-проводимость, с очень низкой μP=8∙10-3м2/(В∙с)