О СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТ СВЯЗИ В ПРОВОДНИКАХ, ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

О СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТ СВЯЗИ В ПРОВОДНИКАХ, ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

О СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТ СВЯЗИ В ПРОВОДНИКАХ, ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

Трубачева А.М. Сироткин О.С. Статья в формате PDF 134 KB В литературе приводится много разрозненных данных по свойствам некоторых бинарных соединений [1, 2, 3, 4, 5]. В «Химической энциклопедии» [4, 5] к проводникам приравнивают такие бинарные соединения, как карбиды элементы Fe, Co, Ni, и переходных металлов IV - VII групп, а также CoSb. Цель данной работы - показать, как влияет тип химического взаимодействия на электрическую проводимость соединений.

В таблице 1 приведены некоторые бинарные соединения, по которым в литературе имеются наиболее полные данные. Указанные соединения разбиты на классы по удельному электрическому сопротивлению и ширине запрещенной зоны. Также в таблице 1 приводятся значения степеней ковалентности, металличности и ионности данных гетероядерных соединений. К сожалению, авторам не удалось найти некоторые данные по свойствам бинарных гетероядерных проводников. По этой причине в таблице приведены данные по гомоядерному проводниковому материалу (алюминий).

Таблица 1. Значения степеней ковалентности, металличности и ионности некоторых гетероядерных соединений, а также их физико-химические свойства

Свя-зь

хаpaк-терис-тика

СК

СМ

СИ

Плот-

ность ρ

кг/м3

[1]

Темпера-

тура

плав-

ления

ºC [1]

Диэлектри-

ческая

проницае-

мость, ε [1]

Ширина

запрещен-

ной зоны при 20 ºC, эВ [1, 2]

Подвижность

м2/(В*с) [1, 2]

Общая хаpaктеристика различных материалов [1]

электро-

нов

дырок

Удельное элект-

рическое сопро-

тивление, ρ

Ширина запрещен-ной зоны

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Al

Про-вод-ник

44.52

55.48

0,00

2698,90

660,24

 

 

0

 

10-8 - 10-5Al = 0.028*10-6)

0

AlP

полу-про-вод-ник

48,62

47,51

3,87

2420,00

2550,00

9,80

2,450

0,008

0,003

10-6 - 10+8

0.05 - 3

GaP

48,40

47,56

4,04

4130,00

1467,00

10,00

2,200

0,019

0,012

InP

47,92

47,66

4,42

4790,00

1070,00

12,10

1,350

0,460

0,015

AlAs

48,14

49,29

2,58

3600,00

1750,00

10,90

2,160

0,028

-

GaAs

47,93

49,35

2,72

5320,00

1238,00

13,80

1,430

0,950

0,045

InAs

47,48

49,48

3,04

5690,00

943,00

14,55

0,356

3,300

0,046

AlSb

46,90

52,25

0,85

4220,00

1060,00

11,21

1,620

0,020

0,055

GaSb

46,72

52,35

0,94

5620,00

712,00

15,69

0,700

0,400

0,140

InSb

46,32

52,54

1,14

5780,00

525,00

17,72

0,180

7,800

0,075

SiO

диэ-лект-рик

51,734

22,340

25,926

 

 

 

 

 

 

107 - 1017

Больше 3

Анализ таблицы 1 показывает, что в ряду фосфидов Al, Ga, In уменьшаются значения СК, увеличиваются значения СМ и СИ и соответственно уменьшаются температуры плавления, ширина запрещенной зоны, а также увеличиваются значения диэлектрической проницаемости и подвижности дырок и электронов. Последнее логично увязывается с увеличением степени металличности и уменьшеним ковалентности. Пpaктически аналогичные изменения происходят и в других классах соединений. Так, например, в ряду арсенидов Al, Ga, In уменьшаются значения СК, увеличиваются значения СМ и СИ, уменьшаются температуры плавления, ширины запрещенной зоны, а также увеличиваются значения плотности, диэлектрической проницаемости и подвижности дырок и электронов, последнее связано с увеличением степени металличности. В ряду антимонидов Al, Ga, In уменьшаются значения СК, увеличиваются значения СМ и СИ, уменьшаются температуры плавления, ширины запрещенной зоны, а также происходит увеличение плотности, диэлектрической проницаемости и подвижности электронов, что связано с увеличением СМ, а подвижность дырок увеличивается от AlSb до элементе GaSb, а затем падает.

Данные приведенные в столбцах (12) и (13) таблицы 1 и литературные данные [4, 5] подтверждаются нашими расчетами. Действительно, различие между классами проводниковых, полупроводниковых и диэлектрических соединений определяется соотношением трех компонент химической связи. В первом классе соединений, представителем которого в таблице 1 является алюминий, СК меньше 47% (граничные значения для полупроводников), а СМ - более 54% (граничные значения для полупроводников). В полупроводниках СК и СМ соизмеримы между собой и значительно превалируют над СИ, СК изменяется от 51,72 до 45,07, СМ - от 53,54 до 39,85 и СИ - от 12,69 до 0,85. Что касается диэлектриков, представителем класса которых мы выбрали кремнезем, его степень ковалентности составляет 51,74%, СМ - 22,34 и СИ - 25,93%. Это говорит о том, что чем больше СМ у соединения, тем более он способен проявлять проводящие свойства и наоборот, у диэлектриков эта хаpaктеристика составляет наименьшее значение - 22,34%, а ковалентность - наибольшее. Этим и объясняется их полная неспособность проводить электрический ток.

Список литературы

  1. Колесов С.Н., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 2004.
  2. Физическая химия силикатов учеб. для ВУЗов под ред. чл.-корр. АН УССР А.А. Пащенко. М.: В.Шк. 1986.
  3. Скаков Ю.А. Интерметаллиды. Химическая энциклопедия, т 2, М., БРЭ, 1998 с.478 - 486
  4. Кислый П.С. Карбиды. Химическая энциклопедия, т 2, М., БРЭ, 1998 с.623 - 625
  5. Федоров П.И. Кобальт. Химическая энциклопедия, т 2, М., БРЭ, 1998 с.819 - 822


МОНИТОРИНГ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВИННОВСКОЙ РОЩИ

МОНИТОРИНГ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВИННОВСКОЙ РОЩИ Статья в формате PDF 305 KB...

23 04 2024 18:28:10

СТОИТ ЛИ ИЗУЧАТЬ ГЕОМЕТРИЮ С ПЯТОГО КЛАССА?

СТОИТ ЛИ ИЗУЧАТЬ ГЕОМЕТРИЮ С ПЯТОГО КЛАССА? Статья в формате PDF 250 KB...

16 04 2024 0:33:17

ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СОСТОЯНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ КРЫС С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ РЕЗОРБЦИИ

ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СОСТОЯНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ КРЫС С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ РЕЗОРБЦИИ Исследовано влияние постоянного магнитного поля на морфо-функциональное состояние костной ткани крыс в условиях повышенной резорбции. Показано, что воздействие на животных постоянным магнитным полем 9 мТл предотвращает деградацию коллагена и потерю костной массы у крыс, подвергавшихся действию высокой температуры, и не влияет на состояние костной ткани интактных животных. ...

13 04 2024 20:29:42

ДРЕНАЖ ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ

ДРЕНАЖ ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ Статья в формате PDF 113 KB...

06 04 2024 15:59:52

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СЛИЗИ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СЛИЗИ Статья в формате PDF 108 KB...

05 04 2024 16:44:23

АНАЛИЗ ПОНЯТИЯ «СИСТЕМЫ» С ЦЕЛЬЮ ПОИСКА «ЦЕЛОГО»

АНАЛИЗ ПОНЯТИЯ «СИСТЕМЫ» С ЦЕЛЬЮ ПОИСКА «ЦЕЛОГО» Любая научная дисциплина строится на основных понятиях, которые, являясь фундаментальными, имеют философский исток. В биологических науках среди прочих таковыми являются понятия «системы» и «целого». В настоящее время возникла необходимость по-новому взглянуть на их роль в решении вопроса о функционировании живого организма, на их взаимоотношения и структурно-функциональное наполнение. Первый шаг в таком рассмотрении сделан авторами настоящей статьи, в которой определено место этих понятий в описании функций живого, как в теоретическом, так и в пpaктическом плане. ...

01 04 2024 16:16:31

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МАГНЕТИТА

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МАГНЕТИТА Статья в формате PDF 518 KB...

22 03 2024 14:31:30

РАННЕЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА У ОДАРЕННЫХ ДЕТЕЙ

РАННЕЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА У ОДАРЕННЫХ ДЕТЕЙ Ранее изучение химии способствует формированию у школьников целостного представления о природе, её материальном единстве, взаимосвязи живого и неживого, взаимообусловленности природных процессов. Приведены результаты 12-летнего эксперимента авторов по преподаванию химии с 7-ого класса, анонсированы программа и учебник «Волшебная химия. 7 класс», который создается в соавторстве с Заслуженным учителем России О.С. Гарбиеляном. ...

19 03 2024 19:31:11

ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ ИЗ ЛЕПЕСТКОВ КАЛЕНДУЛЫ

ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ ИЗ ЛЕПЕСТКОВ КАЛЕНДУЛЫ Статья в формате PDF 131 KB...

18 03 2024 4:39:59

CO2 РИФОРМИНГ МЕТАНА

CO2 РИФОРМИНГ МЕТАНА Статья в формате PDF 225 KB...

17 03 2024 9:41:58

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::