ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Глава 1. Особенности химической связи в полупроводниках
Типы химической связи в кристаллах рассматривались в первой части
настоящего учебного пособия. Там же отмечалось, что чистая химическая
связь данного типа встречается достаточно редко. Ковалентная связь при
различных значениях электроотрицательности подвергается поляризации,
т.е. электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного
атома. В результате
на ковалентность накладывается определенная доля
ионности, и связь становится уже частично ионной. Кроме того, уже при
температуре, немного отличной от абсолютного нуля, существует вероят-
ность разрыва электронной пары, ответственной за ковалентную связь.
С увеличением температуры эта вероятность увеличивается. А разрыв
электронной пары означает начало металлизации связи, так как эти элек-
троны
теперь принадлежат всему кристаллу.
В целом химическая связь между разнородными атомами в твердых
телах имеет ковалентно-ионно-металлический характер. Состояние элек-
тронов, участвующих в межатомной связи, может быть описано функцией
ψ = с
1
ψ
ков
+ с
2
ψ
ион
+ с
3
ψ
мет
, (1.1)
где коэффициенты с
1
, с
2
и с
3
определяют долю ковалентной, ионной и ме-
таллической составляющих химической связи и в сумме равны единице.
В зависимости от того, каким из трех коэффициентов можно пренеб-
речь в реальном соединении, говорят о двойственном характере химиче-
ской связи. Например, в сульфиде цинка коэффициент с
3
пренебрежитель-
но мал, поэтому межатомная связь в нем является ковалентно-ионной. В
анитмониде индия InSb, наоборот, практически отсутствует ионная доля
связи (с
2
→ 0), поэтому в этом веществе химическая связь преимуществен-
но ковалентно-металлическая. В соединении NaSb химическая связь имеет
ионно-металлический характер, т.е. с
1
→ 0.
Вклад того или иного компонента преобладает в зависимости от по-
ложения элементов, образующих соединения, в Периодической системе, и
от разности относительных электроотрицательностей (ОЭО) между эле-
ментами.
С увеличением разности ОЭО возрастает вклад ионной связи. Если
разность ОЭО мала или равна 0, в случае простых веществ, можно гово-
рить о ковалентно-
металлической связи.
