Грязь - это не только некрасиво, но и вредно для здоровья. А с другой стороны, сколько людей лечится грязью, только иного состава! Уже этот простой пример показывает, что грязь "случайная" почти всегда вредна, а грязь "определенная" и притом в строго определенных дозах - полезна.

Полупроводники "пачкаются" тоже легко - они ведь существуют на свете не одни. На кристаллах полупроводниковых веществ оседают, потом проникают в них самые разнообразные атомы "грязи" - примесей. И эти примеси, если они случайны, - а они как правило случайны, - вредны для технических применений полупроводников. Природа ведь не имела заранее в виду, что полупроводники понадобятся людям! Но зато некоторые примеси, в строго дозированных количествах, очень полезны. Именно с них начинаются чудеса, на которые способны полупроводники.

Что полезно одному, то вредно другому. Если желательно иметь металл с высокой электропроводностью, то ему вредны любые примеси.

Мы уже знаем причину этого. Атомы примеси, внедрившись в кристаллическую решетку металла, искажают ее. Эти искажения сильно рассеивают волны электронов, переносящих ток. В результате электропроводность металла уменьшается, а сопротивление растет.

Но эти самые искажения решетки - ключ успеха полупроводников. Дело в том, что строение энергетических зон к-ристалла исключительно чувствительно к виду кристаллической решетки. Другой кристалл - другая система зон энергии.

Внедрившиеся атомы примеси меняют, однако, вид не всей кристаллической решетки, а лишь отдельных ее участков, примыкающих к атомам примеси. Зонная картина, общая для всего кристалла, в этих участках существенно видоизменяется. А именно: в запрещенной полосе, отделяющей валентную зону от зоны проводимости, появляются дополнительные уровни энергии, разрешенные для электронов.

Далее >>>

Атомы, молекулы, кристаллы  |  Происхождение жизни и эволюция [домой]