Индивидуальные учебные работы для студентов


Полупроводники и их применение в технике реферат

Введение Физика полупроводников имеет большое значение в современном мире. Исследования проводимости различных математиков начали проводиться в XIX веке. Изучение полупроводники их применение в технике реферат полупроводников началось, когда возникла потребность в новых источниках энергии. На основе полупроводников были созданы новые приборы: Полупроводники имеют большую область применения. Помимо радиотехники на основе полупроводников разработаны фотоэлементы, фотодиоды, интегральные схемы.

Видно, что на протяжении XIX—XX веков, физика полупроводников развивается, полупроводники внедряются в развитие радиотехники и другие отрасли. Эта тема актуальна на протяжении двух столетий. В настоящее время эта тема продолжает изучаться. Сейчас же решаются проблемы физики полупроводников, такие как: Целью моего реферата является — изучить исследования полупроводников на протяжении с XIX до настоящего времени.

Полупроводники в нашей жизни (применение полупроводников, кратко)

Показать вклад выдающихся деятелей в изучение свойств полупроводников и раскрыть основное положения их работ. Раскрыть основные проблемы физики полупроводников в настоящее время. Показать область применения полупроводников их развитие 1.

Физика полупроводников‎

Понятие о полупроводниках Полупроводники как особый класс веществ, были полупроводники их применение в технике реферат еще с конца XIX века, только развитие теории твердого тела позволила понять их особенность задолго до этого были обнаружены: К полупроводникам, например, относят такие вещества как германий, кремний, селен, теллур, а также некоторые оксиды, сульфиды и сплавы металлов. Полупроводники долгое время не привлекали особого внимания ученых инженеров.

Одним из первых начал систематические исследования физических свойств полупроводников выдающийся советский физик Абрам Федорович Иоффе. Он выяснил что полупроводники — особый класс кристаллов со многими замечательными свойствами: Причем как правило в широком интервале температур возрастание это происходит экспоненционально. Удельное сопротивление полупроводниковых кристаллов может также уменьшатся при воздействии света или сильных электронных полей.

Именно это свойство используется при создании разнообразных полупроводниковых приборов: Строение полупроводников и принцип их действия. Как было уже сказано, полупроводники представляют собой особый класс кристаллов.

Валентные электроны образуют правильные ковалентные связи, схематически представленные полупроводники их применение в технике реферат рис. Такой идеальный полупроводник совершенно не проводит электрического тока при отсутствии освещения и радиационного облучения. Так же как и в непроводниках электроны в полупроводниках связаны с атомами, однако данная связь очень непрочная.

  • Разница лишь в том, что один и тот же ток для полупроводникового диода получается при значительно меньших напряжениях;
  • Широкое внедрение в радиотехнику электронных ламп не остановило исследований по совершенствованию кристаллических детекторов;
  • Полупроводники долгое время не привлекали особого внимания ученых и инженеров;
  • Химические связи в BаTiO3 ионно-ковалентные;
  • За это время были выяснены принципы работы полупроводников и наложено их производство;
  • Noyce , Виктор Гринич Victor H.

Такой электрон является носителем тока. Чем выше температура полупроводника, тем выше концентрация электронов проводимости, следовательно, тем меньше удельное сопротивление.

Таким образом, уменьшение сопротивления полупроводников при нагревании обусловлено увеличением концентрации носителей тока в. Один и тот же полупроводник обладает либо электронной, либо дырочной проводимостью — это зависит от химического состава введенных примесей. Примеси оказывают сильное воздействие на электропроводимость полупроводников. Так, например, тысячные доли процентов примесей могут в сотни тысяч полупроводники их применение в технике реферат уменьшить их сопротивление.

Этот факт, с одной стороны, указывает на полупроводники их применение в технике реферат изменение свойств полупроводников, с другой стороны, он свидетельствует о трудностях технологии при изготовлении полупроводниковых материалов с заданными характеристиками.

Рассматривая механизм влияния примесей на электропроводимость полупроводников, следует рассматривать два случая: Дырочная проводимость Добавка в тот же германий алюминия, галлия или индия создает в кристалле избыток дырок. Тогда полупроводник будет обладать дырочной проводимостью — полупроводник p — типа. Дырочная примесная электропроводимость создется атомами имеющими меньшее количество валентных электронов, чем основные атомы. При 0 К все связи укомплектованны, только у бора не хватает одной связи см рис.

Однако при повышении температуры бор может насытить свои связи за счет электронов соседних атомов см рис. Подобные примеси называются акцепторными. Жидкие полупроводники Плавление многих кристаллических полупроводников сопровождается резким увеличением их электропроводности Q до значений типичных для металлов см рис.

Однако для ряда полупроводников например HgSe, HgTe. Некоторые Жидкие полупроводники при дальнейшем повышении температуры теряют полупроводниковые свойства и приобретают металлические например, сплавы Te — Se, ботатые Te. Сплавы же Te — Se, богатые Se ведут себя иначе, их электропроводность имеет чисто полупроводниковый характер. В Жидких полупроводниках роль запрещенной зоны играет область энергии вблизи минимума плотности состояний в энергетическом спектре электронов.

При достаточно полупроводники их применение в технике реферат минимуме в его окрестности появляеся зона почти локализованных состояний носителей зарядов с малой подвижностью псевдощель. Понятие об активных диэлектриках Активные диэлектрики Активными диэлектриками, или управляемыми диэлектриками, принято называть такие диэлектрики, свойства которых существенно зависят от внешних условий — температуры, давления, напряженности поля и так далее. Такие диэлектрики могут служить рабочими телами в разнообразных датчиках, преобразователях, генераторах, модуляторах и других активных элементах.

К активным диэлектрикам относят сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты, материалы квантовой электроники, суперионные проводники и др.

Строгая классификация активных диэлектриков невозможна, поскольку один и тот же материал может проявлять признаки различных активных диэлектриков. Так, сегетоэлектрики часто сочетают свойства пьезоэлектриков. Кроме того, нет резкой границы между активными и пассивными диэлектриками. Один и тот же материал в зависимости от условий эксплуатации может выполнять либо функции пассивного изолятора, либо активные функции преобразующего или управляющего элемента.

Сегнетоэлектрики Сегнетоэлектриками называют материалы, обладающие спонтанной поляризацией, направление которой может быть изменено с помощью внешнего электрического поля. В отсутствии внешнего электрического поля сегнетоэлектрики, как правило, имеют доменную структуру, то есть разбиваются на микроскопические области, обладающие спонтанной поляризацией. В принципе, у ферромагнетиков также имеются домены — области спонтанного намагничивания, поэтому поведение сегнетоэлектриков в электрическом поле подобно поведению ферромагнетиков в магнитном поле.

Реферат: Полупроводники

За рубежом сегнетоэлектрики называют ферроэлектриками, поскольку сегнетоэлектрики являются формальными аналогами ферромагнетиков. Отечественное название — сегнетоэлектрики произошло от сегнетовой соли, двойной калий-натриевой соли винно-каменной кислоты NaKC4H4O6. Сегнетова соль была первым материалом, в котором обнаружена спонтанная поляризация. Свойства сегнетовой соли были всесторонне исследованы И. Курчатовым совместно с П. Кобеко в начале тридцатых годов двадцатого века.

Монокристаллы сегнетовой соли нашли широкое применение для изготовления различных приборов в годы Великой Отечественной войны, однако в настоящее время сегнетова соль утратила свое техническое значение из-за низкой влагостойкости и низких механических свойств. Очень интенсивно начали развиваться фундаментальные и прикладные работы по сегнетоэлектричеству после открытия Б.

На примере BаTiO3 рассмотрим структуру и свойства сегнетоэлектриков. Химические связи в BаTiO3 ионно-ковалентные. Титанат бария кристаллизуется в структуру типа перовскит. Элементарную ячейку решетки такого типа можно представить следующим образом: В свою очередь, ионы кислорода центрируют грани куба, составленного из ионов бария.

Размеры элементарной ячейки больше полупроводники их применение в технике реферат суммы ионных радиусов ионов титана и кислорода. Поэтому ион титана имеет некоторую свободу перемещения в кислородном октаэдре. При достаточно высоких температурах тепловая энергия иона титана достаточна для того, чтобы он непрерывно перебрасывался от одного иона кислорода к другому, поэтому усредненное положение иона титана находится в центре элементарной ячейки, и элементарная ячейка является симметричной — кубической.

В полупроводники их применение в технике реферат, симметрия в расположении заряженных частиц нарушается, и элементарная ячейка приобретает дипольный момент.

  • Использование новых веществ, в частности германия, позволило резко их снизить;
  • Корн пытался построить телефонограф, служащий для передачи изображений на расстояние;
  • Позже были открыты материалы, чьи свойства не подходили полностью ни под одну из вышеназванных категорий;
  • Для обнаружения неисправности следовало проверить как минимум несколько сотен ламп;
  • Так, например, тысячные доли процентов примесей могут в сотни тысяч раз уменьшить их сопротивление;
  • Дырочная проводимость Добавка в тот же германий алюминия, галлия или индия создает в кристалле избыток дырок.

В соседней элементарной ячейке ион титана смещается к отрицательному полюсу образовавшегося диполя. Таким образом, соседние элементарные ячейки становятся спонтанно поляризованными. Одновременно со спонтанной поляризацией идет деформация кристаллической решетки, и кубическая решетка становится ромбоэдрической. Итак, ниже некоторой температуры температуры Кюри сегнетоэлектрики самопроизвольно поляризуются, и при этом деформируется их кристаллическая решетка.

Выше температуры Кюри сегнетоэлектрики переходят в параэлектрическое состояние, и кристаллическая решетка становится симметричной. Изменение типа кристаллической решетки при переходе через точку Кюри принято называть фазовым переходом.

Образование доменов в кристаллах сегнетоэлектриков связано с тем, что в том случае, когда все соседние элементарные ячейки кристалла поляризованы в одном и том же направлении, вокруг кристалла появляется внешнее электрическое поле.

Наличие электрического поля повышает энергию системы полупроводники их применение в технике реферат для снижения энергии кристалл самопроизвольно разбивается на домены. Поскольку ниже температуры Кюри симметрия кристаллической решетки уменьшается, то число направлений, вдоль которых выгодна спонтанная поляризация соседних кристаллических решеток, сравнительно мало.

Соответственно соседние домены могут быть разориентированы на 180 или на 90 градусов. Поскольку суммарные электрические моменты соседних доменов антипараллельны или перпендикулярны, то в целом кристалл сегнетоэлектрика не обладает электрическим моментом.

Что такое полупроводники?

Важно отметить, что на границах доменов происходит постепенный поворот дипольных моментов из одного направления в другое, аналогично тому, как происходит этот поворот в ферромагнетиках.

В этом еще одно сходство сегнетоэлектриков с ферромагнетиками. Очевидно, что границы доменов в сегнетоэлектриках взаимодействуют со структурными несовершенствами решетки так же, как и ферромагнетиках.

Рождение полупроводникового диода Важными явились работы немецкого физика К. В результате исследований была обнаружена односторонняя проводимость полупроводников. Это послужило толчком к созданию кристаллического детектора только не К.

Брауном, американским генералом Х. На некоторое время кристаллический детектор уступил свое место в радиоприемнике электронной лампе. Двухэлектродная лампа, используемая полупроводники их применение в технике реферат преобразования токов высокой частоты в токи звуковой низкой частоты, в радиоприемной измерительной аппаратуре носит название диод-детектор. Широкое внедрение в радиотехнику электронных ламп не остановило исследований по совершенствованию кристаллических детекторов.

В 1919 году совершенствованием детектора увлекся молодой радиолюбитель Олег Владимирович Лосев. Мечтая посвятить жизнь радиотехнике, он начал с того, что еще совсем юным поступил рассыльным на первую в нашей полупроводники их применение в технике реферат Нижегородскую радиолабораторию. Здесь заметили любознательного и талантливого юношу.

  • При электрострикции между деформацией и полем существует квадратичная зависимость, а при пьезоэффекте — линейная;
  • При электрострикции между деформацией и полем существует квадратичная зависимость, а при пьезоэффекте — линейная.

Сотрудники лаборатории помогли ему пополнить образование, и вскоре Лосев приступил к самостоятельной научной работе.

VK
OK
MR
GP