Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
GaP <( 5,4495 1470 4 , 1297 5,3(300 К) 0,75 10, 2 446(300 К)
AnBvi
ZnS кубическая (сфалерита) гекеанальная (вюрцита) 5,4093 а=3,820 с=6,260 1830 4,09 6,14(300 К) 0,026 8, 16* 310(300 К) 315(60 К)
ZnSe кубическая (сфалерита) гекеанальная (вюрдита) 5,6687 а—4,003 с=7,090 1427 5,264 9,44(300-1000 К) 0, 19 8,5* 400(80 К)
ZnTe кубическая (сфалерита) гекеанальная (вюрцита) kl —6,1033 k II—а=4,310 с=7,090 1239 5,633 9,02(300 К) 0, 18 9,6* 250(80 К)
CdS кубическая (сфалерита) гекеанальная (вюрцита) 5,820 а=4, 1366 с=6,7136 1740 4, 825 6,5(300-1100 К) 0,2 9,3* 250 — 300(300 К)
CdSe кубическая (сфалерита) гекеанальная (вюрцита) 0,6050 а=4,304 с—7 ,018 1347 5,81 0,043 9,5* 230(80 К)
CdTc кубическая (сфалерита) 6,482 1092 5,85 4,9(300 К) 0,075 10,5* 200(80 К)
HgTe кубическая (сфалерита) 6, 463 670 8,076 4,0(300 К) 0,016 48*
44
Табл. 2. — Параметры зонной структуры и свойства носителей заряда для важнейших полупроводниковых материалов
Полупро-воднHho-пый материал Тип зон- эВ & К) a«f„/ar,*io-*, эВ•град 1 эВ/бар- т в долях тщ (300 К) Jit Cm2- В-1 'C-1
ной структуры электроны дырки электроны дырки
Si Ge непрямо- зонный — « 1.14 0,67 — 4 -4 1,5 5 0,33 0,22 0,55 0,39 1500(300K) 4500—«— 480(3 00К) 1900—«—
AiuBv . InSb InAS InP GaSb GaAs GaP прямозонный —«— —(1— —«— непрямозонный 0,18 0,356 1,35 0.73 1, 43 2,26 -2,6 -2,2 -2,9 -3,8 -5 -5 , 5 14 ,8(000) 8,5(000) 4.6 12 12 ,5 1.7 0,013 0,025 0, 073 0,042 0,072 0,35 0,4 0,4 0,4 0,5 0,68 6,5 80000—«— 1,2- 10®(77К) 3=)000(3 00 К) 5 000—«— 40 00—«— 8500—«— 300—«— 7 50—«— 9, 1 - Ю3(77К) 2 4 О(ЗООК) 200—«— 1400—«— 4 50—«— юо—«—
A11Bvi ZnS прямозон- ный — <г-— ¦— « — 3,68 -5,3 5,7 0,23 0,6 170 —
ZnSe ZnTe CdS CdSe CdTe HgTe 2,8 2,25 2,42;2,53 1,85 1,55 0,15 — 7,2(30— 400К) -4,4(77— ЗООК) — 4,6(90—400К) — 4, 1(77— 394К) — 16(4К) 6 6 3,3 3,0 10 0, 16 0,17 0,2 0, 13 0,11 0,017 0,03(',,2К) 0,6 0,6 0,5 0,6 0,35 0, 16 0,35 <4,2К) 260(300К) 340—«— 350—«— 550—«— 4 • I 0®(7 7К) 1200(300K) 2,3 - 104—«— 7- 104'7К) 15—«— 110—«— 50—«— 50—«— 80—«— 100—«—
4. Тройные соединения типа A11BlvC*'. Кристаллизуются в осн. в решётке халькопирита. Обнаруживают упорядочение в магн. н электрич. полях. Образуют между собой твёрдые растворы. Типичные представители: CdSnAss, CdGeAsa, ZnSnAsa.
5. Карбид кремния SiC — единств, соединение, образуемое элементами IV группы между собой; существует в неск. структурных модификациях: fl-SiC (структура сфалерита), a-SiC (гексагональная структура), имеющая ок. 15 разновидностей.
Некристаллические полун ров одни ковые материалы Типичными представителями являются стеклообразные П. м.— халькогенндные и оксидные. К первым относятся сплавы Tl, Р, As, Sb, Bi с S, Se, Te, характеризующиеся широким диапазоном значении сг, низкими темп-рами размягчения, устойчивостью к кислотам н щелочам. Типичные представители: As2Se3 — AssTe3, XljSe — As8Se8. Оксидные стеклообразные П. м. имеют состав типа V2O6 — PaOs — ROx (R — металл I —
IV групп); a = IO-*—IO-* Ом"1 -cm"1. Стеклообразные П. м. имеют электронную проводимость, обнаруживают фотопроводимость и термоэдс. При медленном охлаждении обычно превращаются в кристаллич. П. м.
Важными некрнсталлич. П. м. являются также твёрдые растворы водорода в аморфных полупроводниках /гидрированные некрнсталлич. П. м.): a-Si(H),
C-Sii^Cjc(H), a-Si^Ge^H), Ct-Si^xNx(H), Gt-Si1^xSrx(H). Водород обладает высокой растворимостью в этих П. м. и замыкает на себя значит, кол-во «болтающихся» связей, характерных для аморфных П. м. В результате резко снижается плотность состояний носителей ааряда в запрещённой зоне и появляется возможность создания р — «-переходов (CM. Аморфные и стекло-разные полупроводники).
Свойства полупроводниковых материалов Осн. физ.-хнм. свойства важнейших П. м. представлены в табл. 1 и 2.
Прослеживаются следующие общие закономерности в изменении свойств. С увеличением энергии связи между атомами уменьшается период кристаллич. решётки в, возрастают темп-ра плавления Tnjl и ширина запре-’ ^щёниой зоны fg. С увеличением молекулярной (атом-' яой) массы период кристаллич. решётки а возрастает,
Tna и ?g уменьшаются. Нагрев П. м. приводит к увеличению а; виеш. давление р вызывает уменьшение а. При этом соотв. уменьшаются или увеличиваются энергия связи между атомами и ширина запрещённой зоны ?g (табл. 1).
Зонная структура. В большинстве практически важных П. м. валентные зоны имеют сходное строение. Они вырождены и состоят из зоны тяжёлых дырок Ут, зоны лёгких дырок ул и спиновоотщеплённон зоны Vs (рис. 1). Все зоны имеют .максимум в центре Бриллю-
ИЛИ ияк
[100] [106]
Рис. 1. Зонная структура: слева — прямозонных полупро-
водниковых материалов; справа — непрямозонных.
эна зоны, (к — 0). Перенос носителей в П. м. с дырочной проводимостью определяется дырками первых 2 зон, эфф. массы к-рых приведены в табл. 2 (см. Зонная теория).
В зоне проводимости, помимо минимума в центре Бриллюэна зоны (к = 0), есть побочные минимумы, располагающиеся вдоль кристаллографии, направлений [100] пли [111]. Электроны в центр, минимуме C1 имеют высокую подвижность ц, и малую эфф. массу w, в побочных минимумах — низкую подвижность и большую т. Если энергетически наиб, нкзким является минимум в центре Бриллюэна зоиы, то такие П. м. наз. «прямозонными». П. м., где энергетически наиб, низкими являются минимумы в направлениях 45
