Παραδείγματα των ημιαγωγών. Τύποι, ακίνητα, πρακτικές εφαρμογές

Το πιο γνωστό είναι η ημιαγωγών πυρίτιο (Si). Αλλά εκτός από αυτόν, υπάρχουν και πολλοί άλλοι. Παραδείγματα είναι φυσικά, τέτοια υλικά ημιαγωγών όπως σφαλερίτη (ZnS), κυπρίτης (Cu ₂ O), γαληνίτη (PbS) και πολλοί άλλοι. Η οικογένεια των ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων των ημιαγωγών παρασκευάζονται σε εργαστήρια, αποτελεί μια από τις πιο διαφορετικές τάξεις των υλικά γνωστά στον άνθρωπο.

Χαρακτηρισμός των ημιαγωγών

Από τα 104 στοιχεία του περιοδικού πίνακα είναι μέταλλα 79, 25 - αμέταλλα από το οποίο τα 13 χημικά στοιχεία κατέχουν ημιαγωγού ιδιότητες και 12 - διηλεκτρικό. Κύριο χαρακτηριστικό ημιαγωγών συνίσταται στο ότι αγωγιμότητα τους αυξάνει σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, συμπεριφέρονται σαν μονωτές και σε υψηλές - όπως αγωγούς. Αυτές οι ημιαγωγοί είναι διαφορετικά από μέταλλο: αντίσταση μετάλλου αυξάνει αναλογικά με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Μια άλλη διαφορά από το μεταλλικό ημιαγωγό είναι ότι η αντίσταση του ημιαγωγού μειώνεται υπό την επίδραση του φωτός, ενώ στη δεύτερη το μέταλλο δεν επηρεάζεται. Επίσης, η αγωγιμότητα των ημιαγωγών μεταβάλλεται όταν χορηγείται σε ένα ελάσσονα ποσότητα ακαθαρσίας.

Οι ημιαγωγοί που βρέθηκαν μεταξύ χημικών ενώσεων με διαφορετικές κρυσταλλικές δομές. Αυτά μπορεί να είναι στοιχεία όπως το πυρίτιο και το σελήνιο, ή διπλά ενώσεις όπως αρσενικούχου γαλλίου. Πολλές οργανικές ενώσεις, όπως πολυακετυλένιο, (CH) _n, - υλικά ημιαγωγών. Ορισμένες ημιαγωγοί εμφανίζουν μαγνητικά (Cd _1-x Mn _x Te) ή σιδηροηλεκτρικό ιδιότητες (SBSI). Άλλες κράματος με επαρκή γίνονται υπεραγωγοί (Gete και SrTiO _3). Πολλές από τις ανακαλύφθηκαν πρόσφατα υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας έχουν φάσης μεταλλικό ημιαγωγό. Για παράδειγμα, La ₂ CuO ₄ είναι ένας ημιαγωγός, αλλά ο σχηματισμός του κράματος με Sr γίνεται sverhrovodnikom (La _1-x Sr _{x) 2} CuO _4.

βιβλία φυσικής δώσει ορισμό όπως το υλικό ημιαγωγού με μία ηλεκτρική ειδική αντίσταση από 10 ^{-4-10 7} ohms · m. Ίσως ένα εναλλακτικό ορισμό. Το πλάτος της απαγορευμένη ζώνη του ημιαγωγού - από 0 έως 3 eV. Μέταλλα και ημιμέταλλα - ένα υλικό με μηδενικό διάκενο ενέργειας, και η ουσία στην οποία υπερβαίνει W eV ονομάζεται μονωτήρες. Υπάρχουν εξαιρέσεις. Για παράδειγμα, ένας ημιαγωγός διαμάντι έχει μια ευρεία απαγορευμένη ζώνη 6 eV, ένα ημι-μονωτικό GaAs - 1,5 eV. GaN, ένα υλικό για οπτοηλεκτρονικές συσκευές στην μπλε περιοχή, έχει ένα απαγορευμένο εύρος ζώνης των 3.5 eV.

το διάκενο ενέργειας

Οι σθένους τροχιακά των ατόμων στο κρυσταλλικό πλέγμα χωρίστηκαν σε δύο ομάδες των επιπέδων ενέργειας - σε ελεύθερη ζώνη, που βρίσκεται στο υψηλότερο επίπεδο, και καθορίζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα των ημιαγωγών, και την ζώνη σθένους, παρακάτω. Αυτά τα επίπεδα, ανάλογα με τη συμμετρία της δομής πλέγματος κρυστάλλου και άτομα μπορούν να τέμνονται ή να απέχουν το ένα από το άλλο. Στην τελευταία περίπτωση υπάρχει ένα διάκενο ενέργειας, ή με άλλα λόγια, μεταξύ των απαγορευμένο ζωνών μπάντα.

Η θέση και η στάθμη πλήρωσης καθορίζεται από τις αγώγιμες ιδιότητες του υλικού. Σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό ουσία διαχωρίζεται από τους αγωγούς, μονωτές, ημιαγωγοί και. Το πλάτος της απαγορευμένη ζώνη του ημιαγωγού ποικίλλει 0,01-3 eV, το ενεργειακό χάσμα του διηλεκτρικού από 3 eV. Μέταλλα λόγω της επικάλυψης των επιπέδων κενά ενέργειας δεν είναι.

Ημιαγωγούς και μονωτές, σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν ζώνη σθένους και το πλησιέστερο ελεύθερη ζώνη, ή τη ζώνη αγωγιμότητας, η ενέργεια σθένους είναι περιφραγμένη από ρήξη - τμήμα της απαγορεύεται ενεργειών των ηλεκτρονίων.

Σε διηλεκτρικά θερμικής ενέργειας ή έχει ασήμαντη ηλεκτρικό πεδίο δεν είναι αρκετό για να κάνει το άλμα μέσα από αυτό το κενό, τα ηλεκτρόνια δεν υπόκεινται στην ζώνη αγωγιμότητας. Είναι σε θέση να κινηθούν μέσω του κρυσταλλικού πλέγματος και να γίνουν φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος.

Να ενεργοποιήσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα, ένα ηλεκτρόνιο στο επίπεδο σθένους θα πρέπει να δοθεί η ενέργεια, η οποία θα ήταν αρκετή για να ξεπεραστεί το ενεργειακό χάσμα. Μόνο όταν η ποσότητα της απορρόφησης ενέργειας δεν είναι μικρότερη από την τιμή της ενέργειας διακένου, θα περάσει από το επίπεδο ηλεκτρόνιο σθένους στο επίπεδο αγωγιμότητας.

Στην περίπτωση αυτή, εάν το πλάτος του διακένου ενέργειας υπερβαίνει τα 4 eV, αγωγιμότητα ημιαγωγών διέγερση ακτινοβόληση ή θέρμανση είναι σχεδόν αδύνατη - η ενέργεια διέγερσης των ηλεκτρονίων στην θερμοκρασία τήξης δεν είναι επαρκής για να πηδήσει το ενεργειακό κενό διαμέσου της ζώνης. Όταν θερμαίνεται, ο κρύσταλλος τήκεται πριν από την ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Τέτοιες ουσίες περιλαμβάνουν χαλαζία (DE = 5,2 eV), ρόμβος (DE = 5,1 eV), πολλά άλατα.

Εξωγενών και ενδογενών ημιαγωγών αγωγιμότητα

Καθαρή κρύσταλλοι ημιαγωγών έχουν εγγενή αγωγιμότητα. Αυτές οι ημιαγωγοί κύρια ονόματα. Εγγενή ημιαγωγού περιέχει ίσο αριθμό οπών και ελεύθερων ηλεκτρονίων. Όταν θέρμανση εγγενή αγωγιμότητα των ημιαγωγών αυξάνεται. Σε σταθερή θερμοκρασία, υπάρχει μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας ποσότητας των παραγόμενων ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών και του αριθμού των ανασυνδυασμού ηλεκτρονίων και οπών, οι οποίες παραμένουν σταθερές υπό αυτές τις συνθήκες.

Η παρουσία των ακαθαρσιών επηρεάζει σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα των ημιαγωγών. Η προσθήκη τους επιτρέπει σημαντικά την αύξηση του αριθμού των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ένα μικρό αριθμό των οπών και να αυξήσει τον αριθμό των οπών με ένα μικρό αριθμό των ηλεκτρονίων στο επίπεδο αγωγιμότητας. ημιαγωγοί ακαθαρσία - οι αγωγοί που έχουν την αγωγιμότητα ακαθαρσία.

Ακαθαρσίες εύκολα τα δωρίσουν ηλεκτρόνια ονομάζονται δότη. ακαθαρσίες δότης μπορεί να είναι χημικά στοιχεία με τα άτομα, τα επίπεδα σθένους που περιέχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα άτομα του υλικού βάσης. Για παράδειγμα, φώσφορο και βισμούθιο - ενός δότη πυριτίου ακαθαρσίες.

Η ενέργεια που απαιτείται για το άλμα ενός ηλεκτρονίου στην περιοχή αγωγής, ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης. Ακαθαρσία ημιαγωγών χρειάζονται πολύ λιγότερο από αυτό από το υλικό βάσης. Με ελαφρά θέρμανση ή φως κυρίως ελευθερώνονται ηλεκτρόνια των ατόμων των ημιαγωγών ακαθαρσίας. Τοποθετήστε τα αριστερά το άτομο παίρνει μια τρύπα ηλεκτρονίων. Αλλά ο ανασυνδυασμός οπών ηλεκτρονίων δεν λαμβάνει χώρα. τρύπα δότη αγωγιμότητας είναι αμελητέα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια μικρή ποσότητα των ατόμων πρόσμιξης δεν επιτρέπουν ελεύθερα ηλεκτρόνια συχνά πιο κοντά στην τρύπα και να το κρατήσει. Τα ηλεκτρόνια είναι μερικές τρύπες, αλλά δεν είναι σε θέση να τους γεμίσει οφείλεται σε ανεπαρκή επίπεδα ενέργειας.

Μια μικρή πρόσθετο ακαθαρσία δότη αρκετές τάξεις αυξάνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας σε σύγκριση με τον αριθμό των ελεύθερων ηλεκτρονίων στο εγγενή ημιαγωγών. Τα ηλεκτρόνια εδώ - οι κύριοι φορείς των ατομικών κατηγορίες για ημιαγωγούς πρόσμιξης. Οι ουσίες αυτές ανήκουν στα ημιαγωγούς n-τύπου.

Ακαθαρσίες που δεσμεύονται ηλεκτρόνια του ημιαγωγού, αυξάνοντας τον αριθμό των τρύπες σε αυτό, που ονομάζεται δέκτη. προσμείξεις δέκτη είναι χημικά στοιχεία με ένα μικρότερο αριθμό των ηλεκτρονίων σε όλη την σθένους από τη βάση του ημιαγωγού. Βόριο, γάλλιο, ίνδιο - δέκτη ακαθαρσία στο πυρίτιο.

Τα χαρακτηριστικά του ημιαγωγού εξαρτώνται από ελαττώματα κρυσταλλική δομή του. Αυτό προκαλεί την ανάγκη της αυξανόμενης εξαιρετικά καθαρών κρυστάλλων. Οι παράμετροι του αγωγιμότητας ημιαγωγού ελέγχεται με την προσθήκη των προσμίξεων. κρύσταλλοι πυριτίου ντοπαρισμένη με φώσφορο (στοιχείο υποομάδα V) το οποίο είναι ένα δότη να δημιουργήσει κρύσταλλο πυριτίου η-τύπου. Για κρύσταλλο με ένα ρ-τύπου πυριτίου χορηγούνται δέκτη βορίου. Ημιαγωγοί αντισταθμιστεί το επίπεδο Fermi για να το μετακινήσετε στη μέση του χάσματος που δημιουργείται με αυτόν τον τρόπο.

ημιαγωγοί single-στοιχείο

Η πιο κοινή ημιαγωγών είναι, φυσικά, το πυρίτιο. Μαζί με τη Γερμανία, ήταν το πρωτότυπο μιας μεγάλης κατηγορίας των ημιαγωγών που έχουν παρόμοια κρυσταλλικές δομές.

Δομή κρυστάλλου Si και Ge είναι η ίδια με εκείνη των διαμαντιών και α-κασσιτέρου. Είναι περιβάλλουν κάθε άτομο 4 πλησιέστερο άτομα τα οποία σχηματίζουν ένα τετράεδρο. Ο συντονισμός αυτός ονομάζεται τέσσερις φορές. Κρύσταλλα tetradricheskoy ατσάλινη βάση ομολόγων για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών και διαδραματίζουν καίριο ρόλο στη σύγχρονη τεχνολογία. Μερικά από τα στοιχεία V και VI του περιοδικού πίνακα ομάδας είναι επίσης ημιαγωγοί. Παραδείγματα αυτού του τύπου των ημιαγωγών - φωσφόρου (P), θείο (S), σελήνιο (Se) και τελλούριο (Te). Αυτές οι ημιαγωγοί μπορεί να είναι τριπλά άτομα (Ρ), δισυποκατεστημένη (S, Se, Te) ή τετραπλασιασμός συντονισμού. Ως αποτέλεσμα τέτοιων στοιχείων μπορεί να υφίστανται σε αρκετές διαφορετικές κρυσταλλικές δομές, και επίσης να παρασκευαστούν με τη μορφή υάλου. Για παράδειγμα, Se αναπτύχθηκαν σε μονοκλινές και τριγωνική κρυσταλλικές δομές ή ως ένα παράθυρο (το οποίο μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως ένα πολυμερές).

- Diamond έχει εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, εξαιρετικές μηχανικές και οπτικές ιδιότητες, υψηλή μηχανική αντοχή. Το πλάτος του διακένου ενέργειας - DE = 5,47 eV.

- Silicon - ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται σε ηλιακές κυψέλες, και άμορφη μορφή, - σε ένα λεπτό-φιλμ ηλιακά κύτταρα. Είναι το πιο χρησιμοποιείται σε ημιαγωγών ηλιακά κύτταρα, εύκολο στην κατασκευή, έχει καλές ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες. DE = 1,12 eV.

- Γερμάνιο - ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται στην φασματοσκοπία ακτίνων-γ, υψηλής απόδοσης ηλιακά κύτταρα. Χρησιμοποιείται στις πρώτες διόδους και τρανζίστορ. Απαιτεί λιγότερο καθάρισμα από πυρίτιο. DE = 0,67 eV.

- Σελήνιο - ένας ημιαγωγός, το οποίο χρησιμοποιείται στα ανορθωτές σεληνίου που έχει μία υψηλή αντίσταση ακτινοβολίας και την ικανότητα να θεραπεύσει τον εαυτό του.

ενώσεις Δύο-στοιχεία

Ιδιότητες Ημιαγωγών διαμορφωμένα στοιχεία 3 και 4 του περιοδικού πίνακα ομάδες μοιάζουν με τις ιδιότητες των ενώσεων 4 ομάδες. Η μετάβαση από τις 4 ομάδες των στοιχείων στις ενώσεις 3-4 gr. Καθιστά επικοινωνία εν μέρει επειδή ιοντικό ηλεκτρόνια μεταφοράς φορτίου από ένα άτομο προς άτομο 3 Ομάδα 4 Ομάδα. Ιονικότητας αλλάζει τις ιδιότητες των ημιαγωγών. Προκαλεί μια αύξηση στη δομή ηλεκτρονίων μπάντα χάσμα ενέργειας Coulomb αλληλεπίδραση ενέργειας και ιόντων-ιόντων. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ δυαδική ενώσεις αυτού του τύπου - ίνδιο αντιμονιούχο, InSb, GaAs αρσενίδιο του γαλλίου, γάλλιο αντιμονιούχο GaSb, φωσφορούχο ίνδιο ΙηΡ, αντιμονιούχο αλουμίνιο AlSb, φωσφίδιο γαλλίου Gap.

αυξήσεις ιονικότητα και η αξία του αυξάνεται περισσότερες ομάδες στις ενώσεις 2-6 ενώσεις, όπως σεληνιούχο κάδμιο, θειούχος ψευδάργυρος, θειούχο κάδμιο, το τελλουριούχο κάδμιο, σεληνιούχο ψευδάργυρο. Ως αποτέλεσμα, η πλειοψηφία των ενώσεων 2-6 ομάδες απαγορεύεται ζώνη ευρύτερη από 1 eV, εκτός ενώσεις του υδραργύρου. Ο υδράργυρος Telluride - χωρίς ημιαγωγών χάσμα ενέργειας, ημι-μέταλλο, όπως α-κασσιτέρου.

Ημιαγωγοί 2-6 ομάδες με ένα μεγαλύτερο διάκενο ενέργειας χρήση εύρημα στην παραγωγή λέιζερ και οθόνες. Δυαδική ομάδες 6 2- ένωσης με ένα στενεμένο ενεργειακό χάσμα κατάλληλο για υπέρυθρες δέκτες. Δυαδική ενώσεις των στοιχείων των ομάδων 1-7 (χαλκού CuBr βρωμιούχο, ιωδιούχο άργυρο AgI, χλωριούχος χαλκός ΟυΟΙ) οφείλεται στο υψηλό ιονικότητα έχουν ευρύτερες διάκενο ζώνης W eV. Κάνουν πραγματικότητα δεν ημιαγωγούς και μονωτές. Η ανάπτυξη κρυστάλλων αγκύρωσης ενέργειας λόγω Coulomb interionic αλληλεπίδραση διευκολύνει άτομα δόμηση άλας με την έκτη σειρά, αντί η τετραγωνική συντεταγμένων. Ενώσεις 4-6 ομάδες - σουλφίδιο, μόλυβδος τελλουριούχο, κασσίτερος σουλφίδιο - ως ημιαγωγοί. Ιονικότητα αυτών των ουσιών προωθεί επίσης τον συντονισμό σχηματισμό έξι φορές. Μεγάλο μέρος δεν ιονικότητα αποκλείει την παρουσία Έχουν μια πολύ στενά διάκενα ζώνης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη υπέρυθρη ακτινοβολία. Νιτρίδιο γαλλίου - Μία ένωση ομάδες 3-5 με ένα ευρύ ενεργειακό χάσμα, βρίσκουν εφαρμογή σε λέιζερ ημιαγωγών και διόδους εκπομπής φωτός που λειτουργεί στο μπλε τμήμα του φάσματος.

- GaAs, αρσενίδιο του γαλλίου - σε πρώτη ζήτηση μετά το δεύτερο ημιαγώγιμο πυριτίου χρησιμοποιείται συνήθως ως υπόστρωμα για άλλους αγωγούς, για παράδειγμα, GaInNAs και InGaAs, σε setodiodah υπέρυθρο, τρανζίστορ υψηλής συχνότητας και ICs, υψηλής απόδοσης ηλιακά κύτταρα, δίοδοι λέιζερ, ανιχνευτές της πυρηνικής σκλήρυνσης. DE = 1,43 eV, η οποία βελτιώνει τις συσκευές τροφοδοσίας σε σύγκριση με το πυρίτιο. Τα εύθραυστα, περιέχει περισσότερες ακαθαρσίες δύσκολη στην κατασκευή.

- ZnS, θειούχος ψευδάργυρος - άλας ψευδαργύρου του υδρόθειου με τις απαγορευμένες ζώνες μπάντα και 3,54 3,91 eV, που χρησιμοποιούνται σε λέιζερ και ως φωσφόρου.

- SNS, σουλφίδιο κασσίτερος - ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται σε φωτοαντιστάσεις και φωτοδιόδους, dE = 1,3 και 10 eV.

οξείδια

Τα μεταλλικά οξείδια προτίμηση είναι άριστες μονωτές, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις. Παραδείγματα αυτού του τύπου των ημιαγωγών - νικελίου, οξείδιο του χαλκού, οξείδιο του κοβαλτίου, το διοξείδιο του χαλκού, οξείδιο του σιδήρου, οξειδίου του ευρωπίου, οξείδιο του ψευδαργύρου. Δεδομένου ότι υπάρχει διοξείδιο χαλκού ως το ορυκτό κυπρίτης, τις ιδιότητές του μελετήθηκαν εντατικά. Η διαδικασία για την καλλιέργεια αυτού του τύπου ημιαγωγών δεν είναι ακόμη απολύτως σαφές, έτσι ώστε η χρήση τους εξακολουθεί να είναι περιορισμένη. Μια εξαίρεση είναι το οξείδιο του ψευδαργύρου (ΖηΟ), ένωση ομάδες 2-6, χρησιμοποιείται ως το μορφοτροπέα και στην παραγωγή αυτοκόλλητων ταινιών και έμπλαστρα.

Η κατάσταση άλλαξε δραματικά μετά υπεραγωγιμότητα ανακαλύφθηκε σε πολλές ενώσεις του χαλκού με το οξυγόνο. Η πρώτη υπεραγωγός υψηλής θερμοκρασίας ανοίξει Bednorz και Muller, ήταν σύνθετο ημιαγωγό βασισμένο σε La ₂ CuO _4, το ενεργειακό χάσμα του 2 eV. Αντικαθιστώντας δισθενή τρισθενή λανθανίου, βαρίου ή στροντίου, εισάγεται εντός των φορέων φορτίου ημιαγωγού οπών. Η επίτευξη της απαραίτητης συγκέντρωσης οπή καθιστά La ₂ CuO ₄ υπεραγωγού. Κατά το χρόνο αυτό, η υψηλότερη θερμοκρασία της μετάβασης στην υπεραγώγιμη κατάσταση ανήκει ένωση HgBaCa ₂ Cu ₃ O _8. Σε υψηλή πίεση, η τιμή του είναι 134 Κ

ΖηΟ, βαρίστορ οξειδίου του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται, μπλε διόδους εκπομπής φωτός, αισθητήρες αερίου, βιολογικών αισθητήρες, επικαλύψεις παράθυρα για να αντανακλούν το υπέρυθρο φως, όπως ένα αγωγό σε οθόνες LCD και ηλιακές μπαταρίες. DE = 3.37 eV.

στρωματοειδούς κρύσταλλοι

Διπλό ενώσεις όπως διιωδίδιο μολύβδου, γάλλιο σεληνιούχο και διθειούχο μολυβδαίνιο διαφέρουν στρωματική δομή κρυστάλλου. Τα στρώματα είναι ομοιοπολικούς δεσμούς της σημαντικής αντοχής, πολύ ισχυρότερη από ό, τι τα νβη der Waals δεσμών μεταξύ των ίδιων των στιβάδων. Ημιαγωγοί αυτού του τύπου είναι ενδιαφέρουσα, επειδή τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται σε στρώματα μιας οιονεί δύο διαστάσεων. Αλληλεπίδραση των στρωμάτων έχει αλλάξει με την εισαγωγή εκτός άτομα - παρεμβολή.

MoS _2, μολυβδαίνιο δισουλφίδιο χρησιμοποιείται σε ανιχνευτές υψηλής συχνότητας, ανορθωτές, memristor, τρανζίστορ. dE = 1,23 και 1,8 eV.

οργανικών ημιαγωγών

Παραδείγματα των ημιαγωγών με βάση οργανικές ενώσεις - ναφθαλένιο, πολυακετυλένιο _{(CH2) n,} ανθρακένιο, πολυδιακετυλένιο, ftalotsianidy, polyvinylcarbazole. Οργανικά ημιαγωγοί έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι των μη-οργανικό: είναι εύκολο να προσδώσουν την επιθυμητή ποιότητα. Ουσίες με συζυγές δεσμοί σχηματίζονται -C = C-C = κατέχουν ουσιαστική οπτική μη-γραμμικότητα και, λόγω αυτού, σε οπτοηλεκτρονική εφαρμοστεί. Επιπλέον, το χάσμα ζωνών ενέργειας ένωση οργανικού ημιαγωγού του τύπου ποικίλει αλλαγή ότι πολύ ευκολότερη από εκείνη των συμβατικών ημιαγωγών. allotropes Κρυσταλλική των φουλλερενίων άνθρακα, graphene, νανοσωλήνες - επίσης ημιαγωγοί.

- φουλλερενίων έχει μια δομή με τη μορφή ενός κλειστού κυρτό πολύεδρο ugleoroda άρτιο αριθμό ατόμων. Μια ντόπινγκ φουλλερένιο C ₆₀ με ένα αλκαλικό μέταλλο αυτό μεταμορφώνεται σε ένα υπεραγωγό.

- στρώμα μονοατομικά γραφίτη άνθρακα σχηματίζεται, είναι συνδεδεμένη σε ένα δισδιάστατο εξαγωνικό πλέγμα. Εγγραφή έχει αγωγιμότητα και η κινητικότητα των ηλεκτρονίων, υψηλή ακαμψία

- Οι νανοσωλήνες έλασης σε μία πλάκα σωλήνα γραφίτη με διάμετρο αρκετών νανόμετρα. Αυτές οι μορφές άνθρακα έχουν μεγάλη υπόσχεση στη νανοηλεκτρονική. Ανάλογα με την σύζευξη μπορεί να είναι μεταλλικά ή ημιαγωγών ποιότητας.

μαγνητικών ημιαγωγών

Ενώσεις με μαγνητικό ιόντα ευρωπίου και μαγγανίου έχουν περιέργεια μαγνητικές και ημιαγωγού ιδιότητες. Παραδείγματα αυτού του τύπου των ημιαγωγών - ευρώπιο σουλφίδιο, σεληνίδιο ευρώπιο και στερεά διαλύματα, όπως Cd _1-x Mn _x Te. Το περιεχόμενο των μαγνητικών ιόντων επηρεάζει και οι δύο ουσίες παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες όπως σιδηρομαγνητισμός και σιδηρομαγνητισμό. Semimagnetic ημιαγωγοί - είναι μια σκληρή λύσεις μαγνητικών ημιαγωγών τα οποία περιέχουν μαγνητικά ιόντα σε χαμηλή συγκέντρωση. Αυτά τα στερεά διαλύματα προσελκύσει την προσοχή της προοπτικής σας και μεγάλες δυνατότητες των πιθανών εφαρμογών. Για παράδειγμα, σε αντίθεση με τα μη-μαγνητικών ημιαγωγών, μπορούν να φτάσουν ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερο στροφής Faraday.

Ισχυρή μαγνητοοπτικών επιδράσεις των μαγνητικών ημιαγωγών επιτρέπουν τη χρήση τους για την οπτική διαμόρφωση. Περοβσκίτες, όπως Mn _0,7 Ca _0,3 O _3, του ιδιότητες είναι ανώτερες από μέταλλο μετάπτωσης-ημιαγωγού, τα οποία κατευθύνουν την εξάρτηση από τα αποτελέσματα του μαγνητικού πεδίου στο φαινόμενο του γίγαντα μαγνητο-αντίσταση. Χρησιμοποιούνται σε ραδιόφωνο, οπτικές συσκευές, οι οποίες ελέγχονται από ένα μαγνητικό πεδίο, φούρνο μικροκυμάτων κυματοδηγού συσκευές.

ferroelectrics ημιαγωγών

Αυτή κρύσταλλοι τύπος χαρακτηρίζεται από την παρουσία στα ηλεκτρικά τους στιγμές και συχνότητα εμφάνισης αυθόρμητης πόλωσης. Για παράδειγμα, τέτοιες ιδιότητες είναι ημιαγωγοί οδηγήσει τιτανικό PbTiO _3, τιτανικό βάριο BaTiO _3, γερμάνιο τελλουριούχο, Gete, κασσίτερο τελλουριούχο SNTE, η οποία σε χαμηλές θερμοκρασίες έχουν σιδηροηλεκτρικό ιδιότητες. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται σε μη γραμμικών οπτικών, πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες και συσκευές μνήμης.

Μία ποικιλία υλικών ημιαγωγών

Εκτός από τα υλικά ημιαγωγών που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν και πολλοί άλλοι που δεν εμπίπτουν σε μία από αυτούς τους τύπους. Ενώσεις του τύπου 1-3-5 στοιχείων ₂ (AgGaS ₂₎ και 2-4-5 ₂ (ZnSiP ₂₎ σχηματίζουν ένα χαλκοπυρίτη κρυσταλλική δομή. Επικοινωνήστε τετραεδρική ενώσεις ανάλογες ημιαγωγοί 3-5 και 2-6 ομάδες με ένα σφαλερίτη κρυσταλλική δομή του ψευδαργύρου. Ενώσεις οι οποίες σχηματίζουν στοιχεία ημιαγωγού 5 και 6 ομάδες (παρόμοια με Οπως ₂ Se _3), - την ημιαγωγών με τη μορφή κρυστάλλου ή γυαλί. Οι χαλκογονίδια του βισμούθιου και αντιμονίου χρησιμοποιούνται στις γεννήτριες ημιαγωγών θερμοηλεκτρική. Οι ιδιότητες αυτού του τύπου ημιαγωγού είναι εξαιρετικά ενδιαφέρουσα, αλλά δεν έχουν κερδίσει σε δημοτικότητα λόγω της περιορισμένης εφαρμογής. Ωστόσο, το γεγονός ότι υπάρχουν, επιβεβαιώνει την παρουσία της δεν είναι ακόμη πλήρως διερευνηθεί το πεδίο των ημιαγωγών φυσικής.