no-img
بازار فایل

سیلیسیم | بازار فایل


بازار فایل

ادامه مطلب

DOC
سیلیسیم
doc
2017-04-27
47 کیلوبایت
21 صفحه
7000 تومان
0 فروش
7000 تومان – خرید

سیلیسیم


سیلیسیوم. ۲

۱-۱- مواد نیم رسانا ۲

۱-۲- سیلیسیوم. ۵

۱-۳- ساختار بلوی سیلیسیوم. ۷

۱-۴- پیوندهای ظرفیت… ۸

۱-۵- نوارهای انرژی.. ۹

۱-۶- نیم رساناهای گاف مستقیم و غیرمستقیم. ۱۳

۱-۷- فرآیندهای تولید و بازترکیب… ۱۵

۱-۸- دهنده‌ها و پذیرنده‌‌ها ۱۷

۱-۹ تغییر انرژی بر حسب دما ۲۰
سیلیسیوم

 

۱-۱- مواد نیم رسانا

جریان الکتریکی در فلز از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و در نیم رساناها از حرکت بارهای منفی (الکترونها) و بارهای مثبت (حفره ها) ناشی می شود. مواد نیم رسانا اعم از سیلیسیوم و ژرمانیوم می توانند بوسیله اتم های ناخالص چنان آلائیده شوند که جریان الکتریکی عمدتاً از الکترونها یا حفره ها شود. نیم رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق ها قرار دارد. بلور کامل و خالص اغلب نیمه رساناها در صفر مطلق عایق است. ویژگیهای متخصه نیم رساناها این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالص به نحو قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این قابلیت تغییر خواص الکتریکی، مواد نیمه رسانا را انتخاب مناسبی برای تحقیق در زمینه قطعات الکترونیکی ساخته است. نیم رساناها رساناهای الکترونیکی هستند که مقاومت ویژه آنها در دمای اطاق عموماً در گستره۲-۱۰ تا ۹ ۱۰ واقع است. این گستره در بین مقادیر مقاومت ویژه رساناهای خوب ۶-۱۰ و عایقها ۱۴ ۱۰ تا ۲۲ ۱۰ قرار دارد ]۱[ و ]۲[

مقاومت ویژه نیم رساناها می تواند قویاً به دما وابسته باشد، وسایلی از قبیل، ترانزیستورها، یکسوسازها، مدوله کننده ها، آشکارسازها، ترمیستورها و فوتوسلها براساس ویژگیهای نیم رساناها کار می کنند. رسانندگی یک نیم رساناها بطور کلی نسبت به دما، روشنایی، میدان مغناطیسی، مقدار دقیق ناخالصی اتم ها حساسیت دارد. مطالعه مواد نیم رسانا در اوایل قرن نوزدهم شروع شده در طول سالها نیم رساناهای فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند.

جدول ۱ قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیمه رساناها را نشان می دهد. نیم رساناهای عنصری یعنی آنهایی که از نمونه های منفرد اتم ها تشکیل می شوند، نظیر سیلیسیوم (Si) و ژرمانیوم (Ge) را می توان در ستون IV پیدا نمود. مع ذلک، نیم رساناهای مرکب بیشماری از دو یا تعداد بیشتری عنصر تشکیل می گردند. برای مثال گالیوم آرسنید (GaAs) یک ترکیب III-V است که ترکیبی از گالیوم از ستون III و آرستیک (As) از ستون V می باشد. در جدول ۲ لیست بعضی از نیم رساناهای عنصری و مرکب ارائه شده است. ]۱[


جدول ۱- قسمتی از جدول تناوبی مربوط به نیم رسانه ها

دورهستون IIستون IIIIVVVI
۲ BCN 
  بورکربننیتروژن 
۳MgAlSiPS
 منیزیمآلومینیومسیلیسیومفسفرگوگرد
۴ZnGaGeAsSe
 رویگالیومژرمانیومآرسنیدسلنیم
۵CdInSnSbTe
 کادمیومایندیمقلعآنتیموانتلوریم
۶Hg Pb  
 جیوه سرب  

جدول ۲- نیمه رسانای عنصری و مرکب

عنصرIV-IV ترکیبIII-V ترکیبII-VI ترکیبIV-VI ترکیب
SiSicAlAsCdSPbS
Ge AlSbCdSePbTe
  B-NCdTe 
  GaAsZnS 
  GaPZnSe 
  GaSbZnTe 
  In-As  
  In-P  
  In-Sb  

 

نیم رساناهای بسیار خاص از خود رسانندگی ذاتی نشان می دهند که از رسانندگی ناخالصی در نمونه های با خلوص کمتر متمایز است.

در گستره دمای ذاتی ویژگیهای الکتریکی نیم رسانا در اثر ناخالصی های بلور اساساً تغییر نمی کند. یک طرح نواری الکترونی که به رسانندگی ذاتی منجر می شود.

شکل ۱-۱- طرح نواری برای رسانندگی ذاتی در نیم رسانا. در صفر کلوین رسانندگی صفر است، زیرا تمام حالتهای نوار ظرفیت پر و تمام حالتهای نوار رسانش خالی اند. با افزایش دما الکترونها بطور گرمایی از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته و در آنها متحرک می شوند.

نوار رسانش در صفر مطلق خالی است و به اندازه گاف انرژیاز نوار ظرفیت فاصله دارد. گاف نواری اختلاف انرژی بین پائین ترین نقطه نوار رسانش و بالاترین نقطه نوار ظرفیت است. پائین ترین نقطه نوار رسانش را لبه نوار رسانش می نامند. بالاترین نقطه در نوار ظرفیت به لبه نوار ظرفیت موسوم است.

با افزایش دما، الکترونها به گونه گرمایی از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته می‌شوند (شکل ۲-۱). هم الکترونهای نوار رسانش و هم اربیتالهای خالی یا حفره های به جا مانده در نوار ظرفیت، در رسانندگی الکتریکی شرکت می کنند. ]۲[

 (ب) سیلیسیوم، در شرایط ذاتی تراکم حفره ها با تراکم الکترونها برابر است. در یک دمای مفروض تراکم ذاتی در Ge بیشتر از Si است، زیرا گاف انرژی ذر (ev67/0) باریکتر از (ev12/1) Si است.

۱-۲- سیلیسیوم

در اوایل دهه ۱۹۵۰ ژرمانیوم مهمترین ماده نیمه رسانا بود مع ذلک ثابت شد که ژرمانیوم برای بسیاری از کاربردها مناسب نمی باشد. زیرا قطعات ژرمانیوم حتی در دماهایی که بطور معتدل بالا می روند نشت جریان بالایی را نشان می دهند به علاوه اکسید ژرمانیوم در آب قابل حل است و برای ساخت قطعات مناسب نیست، از اوایل دهه ۱۹۶۰ به بعد سیلیسیوم به یک جانشین عملی تبدیل شده است و اینک واقعاً ژرمانیوم را به عنوان یک ماده برای ساخت نیمه هادی از میدان خارج کرده است.

دلیل ع



درباره نویسنده

milinoor 534 نوشته در بازار فایل دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *