Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Например, введение в кремний примесей атомов III или V групп периодической системы элементов в ничтожной концентрации ( 1 атом примеси на миллиард атомов кремния) изменяет электропроводность кремния на несколько порядков. Электропроводность металлов обычно практически не изменяется и при введении гораздо больших количеств атомов примесей. [19]
Наряду с собственной проводимостью он обладает большой примесной проводимостью; примеси элементов V группы периодической системы приводят к появлению электронной л-проводимости, примеси элементов III группы — к дырочной р-проводимости. Электропроводность кремния меняется при этом на несколько порядков. [20]
Хотя кремний по внешнему виду похож на металл, к металлам его обычно не относят. Электропроводность кремния настолько меньше электропроводности обычных металлов, что его называют полупроводником. Кремний является образцом сетчатых твердых веществ ( рис. 20 — 1): атомы в его кристалле расположены так же, как и в алмазе. Каждый атом кремния, окружен четырьмя другими атомами кремния и связан с ними ко-валентными связями. [21]
Интересную проблему поставило взаимодействие примесных атомов и дислокаций, которое, например, в случае электропроводности и ковкости выражается функцией температуры, степени чистоты и несовершенств решетки. Электропроводность кремния внезапно возрастает при 900 [13], при этой температуре наступает начало пластичности. У германия при 500 также одновременно возрастает электропроводность и появляется пластичность. Эти явления можно легко объяснить, приняв, что при указанных температурах примесные атомы отделяются от дислокаций. Изменение элетропроводности металлов из-за освобождения примесных атомов достаточно точно измерить не представляется возможным; при отделении примесных атомов наблюдали только возникновение дислокаций. Такое выделение может произойти уже при низких температурах, если концентрация примесных атомов станет малой. [22]
Большой интерес представляет структура Крх-полосы кремния, элемента, некоторые свойства которого ( например, зависимость его электропроводности от температуры) до сих пор еще не позволяют совершенно надежно отнести его к металлам или электронным полупроводникам. Решающие в этом отношении эксперименты по определению знака температурного коэффициента электропроводности кремния , выполненные до сих пор, приводили к противоречивым результатам. В связи с этим было даже высказано предположение, что кремний и некоторые другие вещества, считающиеся обычно электронными полупроводниками, в действительности обладают металлической проводимостью, а наблюдающееся иногда у этих веществ возрастание электропроводности с температурой объясняется разрушением оксидных пленок, разделяющих мелкие кристаллики в пределах поликристаллического образца. Такая же двойственность характеризует и результаты рентгеноспектроскопи-ческого изучения К-эмиссионных полос кремния и его соединений. Здесь также наблюдаются значительные разногласия в результатах, полученных разными авторами, и сосуществование признаков, характерных для свойств металлических тел и полупроводников. [23]
Чистый кремний образует блестящие серые ( цвета железа) твердые ( твердость 7 по шкале Мооса; см. стр. Электропроводность кремния очень мала и возрастает с повышением температуры ( полупроводник; см. стр. Структура кристалла кремния аналогична структуре алмаза ( стр. Такую же структуру имеет и аморфный кремний, который, следовательно, является не особой аллотропической формой, а обычным кремнием кубической структуры в высокодисперсном состоянии. Формы кремния, аналогичной графитут не существует. [24]
Повышение удельной проводимости кремния с увеличением Т в области низких температур обусловлено увеличением концентрации свободных носителей заряда — электронов за счет ионизации донорной примеси. При дальнейшем повышении температуры наступает истощение примеси — полная ее ионизация. Собственная же электропроводность кремния заметно еще не проявляется. В этих условиях концентрация свободных носителей практически от температуры не зависит и температурная зависимость удельной проводимости полупроводника определяется зависимостью подвижности носителей от температуры. Наблюдаемое в этой области температур уменьшение удельной проводимости кремния с увеличением температуры происходит за счет рассеяния свободных носителей заряда на тепловых колебаниях решетки. Однако возможен и такой случай, когда область истощения примеси оказывается в интервале температур, где основным механизмом рассеяния является рассеяние на ионах примеси. [26]
Почти все валентные электроны в кристалле кремния локализованы в ковалентных связях и не могут свободно проводить тепло или электрический ток через кристалл. С другой стороны, в твердом веществе всегда имеется небольшое число валентных электронов, которые обладают достаточной энергией и поэтому не локализованы. Эти электроны и обусловливают небольшую, но заметную электропроводность кремния . [27]
В кристаллическом состоянии кремний хорошо проводит тепло. Его электропроводность составляет 0 007 ( для обычного) — 0 000001 ( для особо чистого) от электропроводности ртути, причем при нагревании она не понижается ( как то характерно для металлов), а повышается. Повышается она и с увеличением давления. Теплота плавления кремния равна 11, теплота атомизации-108 ккал / г-атом. Резко ( в 29 раз) возрастает при плавлении и электропроводность кремния . [28]
В кристаллическом состоянии кремний хорошо проводит тепло. Его электропроводность составляет 0 007 ( для обычного) — 0 000001 ( для особо чистого) от электропроводности ртути, причем при нагревании она не понижается ( как то характерно для металлов), а повышается. Повышается она и с увеличением давления, а при 120 тыс. ат кремний приобретает свойства металла. Теплота плавления кремния равна 11, теплота атомизации-108 ккал / г-атом. Резко ( в 20 раз) возрастает при плавлении и электропроводность кремния . [29]
Искусственный карбид кремния в производстве полупроводниковых сопротивлений
Итоги: Искусственный карбид кремния, производимый с использованием электрических печей, является важным сырьем для полупроводниковых сопротивлений. Его свойства электропроводности варьируются в зависимости от примесей, температуры и других факторов, что делает его полезным материалом в электронике и полупроводниковой промышленности.
Заказать обратный звонок
КАРБИД КРЕМНИЯ 200F SIC 95%
ГОСТ 26327-84; P 52381-2005
КАРБИД КРЕМНИЯ 63 мĸм SIC 95%
ГОСТ 26327-84; P 52381-2005
КАРБИД КРЕМНИЯ 100 мĸм SIC 95%
ГОСТ 26327-84; P 52381-2005
КАРБИД КРЕМНИЯ 0-0,2 ММ SIC 97%
ГОСТ 26327-84; P 52381-2005
Литпромабразив ™️
У нас покупают
Классифицированные абразивы и сырье для производства огнеупоров и керамики.
Наши товары
Электрокорунд | Карбид кремния | Карбид бора | Нитрид бора | Глинозем | Огнеупорные бетоны и заполнители
Направления работ с нашими абразивами
Очистка металлических и бетонных конструкций от коррозии и окалины. Шлифовка вязких материалов с высоким показателем сопротивления на разрыв. Производство абразивного инструмента. Обдирочные работы и шлифования с помощью пескоструйного оборудования. Матирование, полировании, шлифовании и подготовке поверхностей к отделочным работам. Создание жаропрочных масс, антипригарных поверхностей и формовок. Доводка и заточка резцовых пластин, произведенных из твердых сплавов. Производство регулирующих стержней для атомных реакторов. Производство дисковых тормозов, светодиодов высокой мощности, бронежилетов и зеркальных элементов для оптических систем. Выплавка синтетических чугунов в индукционных либо дуговых печах. Синтез сверхтвердых материалов и многое другое.
Литпромабразив ™️
Продажа промышленных минералов и абразивных материалов.
От чего зависит электропроводность кремния
Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники
- Отправить статью
- Правила для авторов
- Редакционная коллегия
- Редакционный совет
- Рецензирование
- Этика публикаций
Для цитирования:
Анфимов И.М., Кобелева С.П., Малинкович М.Д., Щемеров И.В., Торопова О.В., Пархоменко Ю.Н. МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ КРЕМНИЙ–УГЛЕРОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ ВОЛЬФРАМА В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 20—200 °С. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2012;(2):58-60. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-2-58-60
For citation:
Anfimov I.M., Kobeleva S.P., Malinkovich M.D., Щемеров И.В., Toropova O.V., Parkhomenko Yu.N. THE CONDUCTIVITY MECHANISM OF SILICON−CARBON COMPOSITES WITH NANO−SIZED W PARTICLE IN THE TEMPERATURE RANGE 20—200 °С. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2012;(2):58-60. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2012-2-58-60
Просмотров: 666
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)
- Отправить статью
- Правила для авторов
- Редакционная коллегия
- Редакционный совет
- Рецензирование
- Этика публикаций
Инструменты статьи
Поиск ссылок
Послать статью по эл. почте (Необходимо имя пользователя (логин))
Связаться с автором (Необходимо имя пользователя (логин))
Об авторах
И. М. Анфимов
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
инженер I категории, ФГОУ ВПО «Государственный технологический университет «Московский институт стали и сплавов», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4,
С. П. Кобелева
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
кандидат физ.−мат. наук, доцент, ФГОУ ВПО «Государственный технологический университет «Московский институт стали и сплавов», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4,
М. Д. Малинкович
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
кандидат физ.−мат. наук, доцент кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4,
И. В. Щемеров
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
О. В. Торопова
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
научный сотрудник кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
Ю. Н. Пархоменко
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
доктор физ.−мат. наук, профессор, зав. кафедрой материаловедения полупроводников и диэлектриков, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 4.
- Посмотреть
- Подписаться
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС»
Адрес: 119049, Москва, Ленинский проспект, д. 4, стр. 1
Телефон: +7 (495) 638-45-31
Email: met.misis@inbox.ru
создано и поддерживается NEICON
(лаборатория Elpub)
Использование куки-файлов
Для оптимальной работы сайта журнала и оптимизации его дизайна мы используем куки-файлы, а также сервис для сбора и статистического анализа данных о посещении Вами страниц сайта. Продолжая использовать сайт, Вы соглашаетесь на использование куки-файлов и указанного сервиса.
От чего зависит электропроводность кремния
Основным сырьем для изготовления нелинейных полупроводниковых сопротивлений является технический карбид кремния — соединение двух элементов IV группы таблицы Д. И. Менделеева — кремния и углерода, соответствующее формуле SiC. Карбид кремния стехиометрического состава содержит 70,045% Si и 29,955% С, в природе практически не встречается.
Технический карбид кремния изготовляется в электрических печах при восстановлении двуокиси кремния углеродом по уравнению:
В зависимости от сырья и проведения технологического процесса получаются кристаллы карбида кремния различной окраски. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. Поэтому даже по внешнему виду можно заключить, что технический карбид кремния весьма насыщен примесями, которые могут быть, как и компонентами чужеродных элементов, так и примесями, являющимися превышением той или иной компоненты над стехиометрическим составом. Так например добавка в шихту поваренной соли или элементов V группы (N, Р, As, Sb, Bi) дает SiC зеленую окраску, добавление элементов II группы (Са, Mg) и III группы (В, Al, Ga, In) дает голубую и фиолетовую окраску (в толстых слоях черную).
Электропроводность порошкообразного карбида кремния зависит от электропроводности зерен исходного материала, их размеров, степени сжатия частиц, напряженности электрического поля и температуры.
Полупроводниковая природа SiC обусловливает чрезвычайно сильное влияние примесей и дефектов кристалли ческой решетки на его электропроводность.
Электро проводность технического карбида кремния изменяется на 10— 12 порядков, а тип проводимости связан с наличием примесей, природа и концентрация которых влияет на цвет и интенсивность окрашивания кристаллов. П римеси элементов VB группы периодической системы (N, P, As) сообщают кристаллам SiC n-тип проводимости и яв ляются донорами, отдающими свои электроны в свободную зону. Примеси элементов III В группы периодической системы (В, А1, Ga) придают кристаллам SiC р-тип проводимости и являются акцепторами, определяющими движение электронов или поло жительных дырок в заполненной зоне.
Беспримесный карбид кремния, обладающий собственной про водимостью при низких температурах, до настоящего времени получить не удалось. Основными электрическими активными примесями являются азот и алюминий. Алюминий содержится в виде загрязняющих примесей в углеродистом кварцевом сырье и растворяется в карбиде кремния в процессе его синтеза. Азот легирует SiC из окружающего воздуха в процессе синтеза и охлаждения печи. Наиболее чистые кристаллы SiC содержат до 10 17 ат/см 3 азота и, следовательно, имеют n-тип проводимости.
Технический карбид кремния имеет как донорные, так и ак цепторные примеси, и его тип проводимости зависит от соотно шения концентраций примесей различной природы.
Выпускаемый абразивной промышленностью карбид кремния по содержанию примесей подразделяется на два класса: черный и зеленый, зеленый цвет монокристаллам придает азот, а черный – алюминий. Зеленый содержит меньшее количество примесей. В табл. 1 представлен химический состав, % (по массе) черного и зеленого SiC.
Химический состав черного и зеленого SiC, % (по массе)