к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Бесщелевые полупроводники

Бесщелевые полупроводники - вещества с тождественно равной нулю шириной запрещённой зоны. В Б. п. дно зоны проводимости 1119910-156.jpg и вершина валентной зоны 1119910-157.jpg касаются друг друга. Бесщелевые полупроводники образуют естеств. границу между металлами (металлы с точечной ферми-поверхностьюполупроводниками. От типичных полупроводников их отличает отсутствие энергетич. порога для рождения электронно-дырочных пар, от металлов - существенно меньшая плотность электронного газа. Впервые бесщелевое состояние обнаружено в 1957 [1]. Обращение в нуль ширины запрещённой зоны 1119910-158.jpg может быть обусловлено симметрией кристаллич. решётки, а может носить и случайный характер. Это позволяет разделить Б. п. на 2 группы.

К 1-й относятся 1119910-159.jpg -Sn (серое олово), 1119910-160.jpg- HgS, HgSe и HgTe, у к-рых дну зоны проводимости и вершине валентной зоны соответствуют волновые функции, принадлежащие одному и тому же неприводимому представлению пространственной группы симметрии кристаллов. Бесщелевой электронный спектр этих веществ достаточно устойчив и исчезает лишь при внеш. воздействиях, понижающих симметрию кристалла (напр., при одноосном сжатии). Ко 2-й группе Бесщелевые полупроводники можно отнести твердые раствора 1119910-161.jpg , 1119910-162.jpg , 1119910-163.jpg, у к-рых при определ. соотношениях компонент возникает случайное вырождение уровней, соответствующих дну зоны проводимости и вершине валентной зоны. В этих веществах бесщелевое состояние может быть разрушено под действием любого возмущения, в т. ч. такого, к-рое не изменяет симметрии кристалла.

Все известные Бесщелевые полупроводники 1-й группы имеют т. н. инверсную зонную структуру, к-рую предложили С. X. Гровс и В. Поль в 1963 для объяснения свойств 1119910-164.jpg -Sn. Для этой структуры характерно обратное расположение энергии s- и р-подобных электронных зон кристалла по сравнению с энергетич. структурой таких типичных полупроводников, как Ge и InSb, обладающих той же кубич. симметрией. У InSb зона проводимости, отделённая от валентной зоны запрещённой зоной шириной 1119910-165.jpg, описывается в окрестности "дна" 1119910-166.jpg волновыми функциями S-симметрии.

Две валентные зоны вблизи своего потолка 1119910-167.jpg описываются волновыми функциями P-симметрии (зоны лёгких и тяжёлых дырок; рис., а). В Б. п. (напр., HgTe) зона с S-симметрией расположена ниже зон с Р-симметрией и имеет отрицат. кривизну. Кривизна одной из зон с Р-симметрией оказывается положительной, а другой -отрицательной (рис., 6). Эффективные массы электронов 1119910-168.jpg в бесщелевых полупроводниках заметно меньше эффективных масс дырок 1119910-169.jpg . Возникновение инверсной структуры зон связано с релятивистскими эффектами [1].

Отсутствие щели в электронном спектре бесщелевых полупроводников обусловливает целый ряд их особенностей. Концентрация п электронов как носителей заряда в чистых нелегированных Б. п. степенным (а не экспоненциальным) образом зависит от температуры T:

1119910-170.jpg

Концентрация п может заметно возрастать при пропускании через бесщелевые полупроводники электрич. тока, что обусловливает нелинейность вольт-амперной характеристики.

1119910-171.jpg

Электронные энергетические спектры (1119910-172.jpg- энергия электрона, P - его квазиимпульс): а-полупроводника InSb с конечной шириной запрещённой зоны ; б - бесщелевого 1119910-173.jpg полупроводника.

Значит. роль в бесщелевых полупроводниках при низких темп-pax играет электрон-электронное взаимодействие, приводящее, во-первых, к неаналитич. зависимости энергии электронов и дырок от квазиимпульса р в области 1119910-174.jpg (е - заряд электрона, 1119910-175.jpg - статическая диэлектрическая проницаемость; )во-вторых, к сингулярному поведению диэлектрич. проницаемости кристалла как функции T, ферми-энергии 1119910-176.jpg, частоты в волнового числа при малых значениях этих параметров.

В отличие от обычных полупроводников, в бесщелевых полупроводниках невозможно существование истинно дискретных примесных уровней, однако акцепторные примеси в Б. п. образуют узкие резонансные состояния в зоне проводимости с шириной, пропорциональной малому отношению плотности электронных состояний в зонах проводимости и валентной [2]. Донорные же примеси в Б. п. с 1119910-177.jpg1119910-178.jpg таких квазисвязанных уровней не образуют.

При наложении на бесщелевые полупроводники анизотропных воздействий (одноосного давления) или квантующего магн. поля в их электронном спектре возникает запрещённая зона, что проявляется в росте электросопротивления, коэф. Холла (см. Холла эффект ),изменении оптич. характеристик и т. д.

Бесщелевые полупроводники со случайным вырождением зоны проводимости и валентной зоны обладают непараболич. спектром носителей заряда с очень малыми эффективными массами. Следствием этого является высокая подвижность электронов и дырок, приводящая, в частности, к значит. величине магнетосопротивления, коэф. Нернста-Эттингсхаузена (см. Нернста-Эттингсхаузена эффект)и нек-рых др. кинетич. параметров.

Литература по бесщелевым полупроводникам

  1. Цидильковский И. M., Зонная структура полупроводников, M., 1978;
  2. Гельмонт Б. Л., Иванов-Омский В. И., Цидильковский И. M., Электронный энергетический спектр бесшелевых полупроводников, "УФН", 1976, т. 120, с. 337;
  3. Берченко H. H., Пашковский M. В., Теллурид ртути - полупроводник с нулевой запрещенной зоной, там же, 1976, т. 119, с. 223.

С. Д. Бенеславский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч километров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 21.10.2020 - 09:06: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 07:52: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 07:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 07:49: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 07:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Алекса Джонса - Alex Jones INFO-WARS - Карим_Хайдаров.
20.10.2020 - 12:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
20.10.2020 - 08:37: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
20.10.2020 - 08:37: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
20.10.2020 - 08:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
20.10.2020 - 05:10: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
19.10.2020 - 11:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
19.10.2020 - 11:32: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution