Расчет электропроводности полупроводника. Задан полупроводниковый материал

Полупроводниками называют вещества, значения удельного сопротивления которых при нормальной температуре находятся между значениями удельного сопротивления проводников и диэлектриков (в диапазоне 103 – 1010 Ом·см). Основным свойством полупроводника является зависимость его электропроводности от воздействия температуры, электрического поля, излучения, механической энергии.
Полупроводники в отличие от проводников имеют отрицательный температурный коэффициент удельного сопротивления, проводимость полупроводников с увеличением температуры увеличивается экспоненциально. В зависимости от наличия примесей различают собственные и примесные полупроводники.
Электропроводность полупроводников зависит от следующих факторов:
Влияние тепловой энергии. Температурная зависимость удельной проводимости полупроводника есть результат изменения концентрации и подвижности носителей заряда. В области низких температур полупроводник характеризуется примесной электропроводностью, а в области высоких – собственной электропроводностью.
Влияние деформации. Вследствие увеличения или уменьшения межатомных расстояний, происходит изменение концентрации и подвижности носителей, следовательно, изменяется и электропроводность.
Величина, численно характеризующая изменение удельной проводимости полупроводников, - тензочувствительность.
Влияние света. Световая энергия, поглощаемая полупроводником, вызывает появление в нем избыточного (по сравнению с равновесным при данной температуре) количества носителей зарядов, приводящего к возрастанию электропроводности.
Электромагнитное излучение. Под его воздействием электрическая проводимость увеличивается – фотопроводимость.
Сильные электрические поля. Под его влиянием проводимость увеличивается. Обуславливается это ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они легче освобождаются тепловым возбуждением. При дальнейшем росте поля может появиться механизм ударной механизации, иногда приводящий к разрушению структуры проводника.
Селен – довольно редкий химический элемент, который относится к неметаллам . Он черного цвета, обладает хрупкостью, на изломе блестит. Селен является аналогом серы. Открыл его Йенс Якоб Берцелиус в 1817 году. В ходе исследований, химик обнаружил, что селен, своими свойствами, похож на теллур, а так, как этот элемент в переводе с греческого – это Земля, то открытый элемент назвали именем её спутника – Луной. В виде самородков это вещество встречается очень редко. Получают селен из шлама медно-электролитного производства, в нем он содержится в составе селенида серебра. Для этого применяют множество различных способов.
Наиболее устойчивой модификацией данного вещества является серый селен или же металлический. Плавится он при температуре 217°C, кипит, примерно, при 685°C. Плотность серого селена составляет 4,79 г/см3.
Издавна селен нашел свое применение в стекольной и керамической промышленности. Его добавляют в стекольную массу, и он способствует её обесцвечиванию и устраняет зеленоватый оттенок, который возникает из-за примесей железосодержащих соединений. Селен способен придавать красный цвет керамическим и эмалированным изделиям, из соединения данного вещества с кадмием получается краситель, который используют в технологии изготовления рубинового стекла. Выступает это вещество и легирующей добавкой в металлургии. Сплавы, которые содержат его, имеют мелкозернистую структуру. В виде наполнителя селен применяется в резиновой промышленности.
Также, селен применяют при производстве полупроводниковой техники, ведь он обладает свойствами полупроводника р-типа. Сульфид кадмия является спутником данного материала и, вместе с ним образует p-n-переход. На их основе получают селеновые выпрямители.
Наделен селен ещё одним важным свойством – под действием света его электропроводность значительно увеличивается. Поэтому, этот материал используется при изготовлении селеновых фотоэлементов и других приборов, работающих по принципу внутреннего фотоэффекта