Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 35 стр.

                                                        35
                Зон а уровн е й            возбужд е н ия сод е ржит уровн и созн ач ит е льн оболе е
        вы сокими эн е ргиями, ч е м уровн и заполн е н н ой зон ы . В эт ой зон е уровн и
        эн е ргии расположе н ы близко д руг к д ругу и практ ич е ски можн осч ит ат ь, ч т о
        эле кт рон , попавший в эт у зон у, може т изме н ят ь свою эн е ргию н епре ры вн ы м
        образом, а сле д оват е льн о, пе ре ме щат ься в крист алле под д е й ст вие м вн е шн е го
        эле кт рич е скогополя. Таким образом, при сообще н ии эле кт рон ам заполн е н н ой
        зон ы д ополн ит е льн ой эн е ргии, д ост ат оч н ой д ля пе ре вод а их ч е рез
        эн е рге т ич е ский барье р н а уровн и зон ы возбужд е н ия, т ве рд ы е т ела ст ан овят ся
        провод ящими. Ве лич ин а эт ой д ополн ит е льн ой эн е ргии д олжн а бы т ь, по
        край н е й ме ре , равн а ширин е эн е рге т ич е скогобарье ра. С ле д уе т от ме т ит ь, ч т оу
        эле кт рон ов, н аиболе е близкорасположе н н ы х к яд ру ат ома, связь с яд ром ст оль
        ве лика, ч т о он и н е могут уч аст воват ь в созд ан ии эле кт ропровод н ост и. Л ишь
        вале н т н ы е эле кт рон ы , н аиболе е уд але н н ы е от яд ра, облад аю щие т акже
        н аибольшими эн е ргиями, могут уч аст воват ь вт оке провод имост и.
                У ме т аллов заполн е н н ая и свобод н ая зон ы н е посре д ст ве н н о примы каю т
        д руг к д ругу, а в н е кот оры х случ аях эт и зон ы н е посре д ст ве н н о примы каю т
        д руг к д ругу, а – вн е кот оры х взаимн опе ре кры ваю т ся. Поэт ому эле кт рон може т
        пе ре й т и из пе рвой зон ы во вт орую , получ ив извн е оч е н ь н е большую
        д обавоч н ую эн е ргию .
                У д иэле кт риков ширин а эн е рге т ич е скогобарье ра соот ве т ст вуе т эн е ргиям
        6-10 эВ и д ля пе ре ход а эле кт рон а из заполн е н н ой зон ы в свобод н ую зон у
        н е обход имы оч ен ь сильн ы е эле кт рич е ские поляили вы сокие т е мпе рат уры .
                И д е альн ы е полупровод н ики, в мат е риале кот оры х н е т приме се й ,
        характ е ризую т ся н алич ие м эн е рге т ич е ского барье ра, н аибольшая ширин а
        кот орогозн ач ит е льн оме н ьше , ч е м у д иэле кт риков, и сост авляе т 1-1,5 эВ.
                Провод имост ь, созд авае мая в химич е ски ч ист ом полупровод н ике ,
        н азы вае т ся “собст ве н н ой ”        провод имост ью , т ак как являе т ся свой ст вом
        химич е ски ч ист огове ще ст ва.
                Все приме сн ы е полупровод н ики по характ е ру провод имост и д елят ся н а
        д ва вид а: n-т ипа и p-т ипа в зависимост и от вале н т н ост и приме си. Р ассмот рим
        д ва приме ра.
                Пуст ь в крист алле ге рман ия име е т ся в вид е приме си ат ом сурьмы . Ат ом
        ге рман ия ч е т ы ре хвале н т е н и име е т н а вн е шн е й эле кт рон н ой оболоч ке ч е т ы ре
        эле кт рон а. Вален т н ост ь сурьмы равн а пят и. Поэт ому заме н а ат ома герман ия
                                      ат омом сурьмы привод ит к появле н ию избы т оч н ого
                                      эле кт рон а. Таким образом, ат омы сурьмы д обавляю т в
                                      ре ше т ку        ге рман ия      избы т оч н ы е       эле кт рон ы .
                                      Полупровод н ики, провод имост ь кот оры х обусловле н а
Е (эн е ргия)




                      Е (эн е ргия)




                                      избы т оч н ы ми                эле кт рон ами,        н азы ваю т ся
                                      полупровод н иками n-т ипа.
                                              Приме сн ы е ат омы с вале н т н ост ью , пре вы шаю ще й
                а)            б)      вале н т н ост ь ат омов ре ше т ки, н азы ваю т ся д он орн ы ми
                                      (д он орами). С т оч ки зре н ия                зон н ой т е ории,
                   Р ис.2             эн е рге т ич е ские уровн и вале н т н ы х эле кт рон ов т аких
                                      приме се й ле жат в запре ще н н ой зон е вблизи н ижн е го
        краязон ы провод имост и (пун кт ирн ы й урове н ь рис.2а).