Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 122
Текст из файла (страница 122)
Температурные зависимости коэффициента Холла для германия и-типа злектропроводностн с разной концентрацией сурьмы ! — 5,З.10'" см з; 2 — 8,0-10" см з; 8— 24 1Оцз см — з. 4 64.!Ом см-з. 5 1,3-10о см "; 5 — 9,5 1О'з см 0,2 О,! 0 -0! -0,2 -ЦЮ 200 200 500 550 К Рис. 18.41.
Температурные зависимости п)юизведения термо-Э)ТС на температуру германия с различной концентрацией акцепторов и доноров ! — Ма=а.!О'з см '; 2 — Фа=1,6-10о см 3 — Ид= — 8 ° 10" см '; 4 --%я=89.10'з сн 5 — Ил=1,9.10'з см '~; 5-. ИЛ=О,О ° 10и см Элементарные полупроводники [равд. 18) а) ем 70 ГО' 70 1,0 бб 20 дрзВ 70 О,б 1,0 2,0 В,П Ф,Оэб Рис. 18.42. Спектры поглощения, полученные по результатам оптического поглощения для кремния (о) и германия (б, кривая 1) и из данных по отражению для германия (б, кривая 2) а) зб 0,74 0,72 П,70 П,бб О,бб !ПО 200 ЮО Г( 0 (О О 20 Рис.
18.43. Температурная зависимость ширины запрещенной зоны по результатам оптического поглощения для кремния (п) и германия (б) 18.4. СЕЛЕН Селен — элемент т'! группы периодической системы, открыт в 18!7 г. И. Я. Берцелиусом. Относительно широко распростра- маний становится относительно прозрачным, начиная с длины волны 1,8 мкм (см. рис. 18.44, б). В области болыэих длин волн в некоторых случаях имеет место поглощение света свободными носителями заряда. При еще больших длинах волн наблюлается решеточное поглощение. Б области малого поглощения коэффициенты отражения и преломления германия почти не зависят от длины волны (ряс.
18.45, б и табл. 18.9). Из табл. 18.9 следует, что относительная диэлектрическая проницаемость германия лля инфракрасных лучей равна 16. Это же значение остается правильным и для диапазона радиоволн. нен в земной коре (10 '%), но обычно в малых концентрациях, в виде примесей к сульфидным рудам. Самостоятельные селе- новые минералы, например СплВе, НОВе, АйзВе, встречаются довольно редко. Основные исходные источники получения селена — анодные шламы, образующиеся при электролнтнческом рафинировании меди, и отходы производства серной кислоты, получаемой камерным способом. При нагревании этих отходов селен извлекается в результате перегонки.
Последующей химической очисткой и дисгилляцией в вахуум» содержание примесей в селеяе может быть доведено до 10 ~ Ою Эффективность такой очистки зависит от качества исходного сырья, так как некоторые элементы (Те, НО, Аз) при вакуумной дистилляции удаляются с трудом. Поэтому рекомендуется предварительная очистка селена продуванием через его расплав пузырьков воздуха.
(4 18.4! Сален 441 га У,В 2 В 4 б В УВлг«м 15 2 3 4 5 б 7ВУ(бккм Рис. !8.44. Спектры поглощения инфракрасного света для кремния р-типа (а] и германия и-типа электропроводности (б). Значения удельного сопротивления при 300 К для кремния указаны около кривых, для германия 1 — 5-10 г Ом.см; У вЂ” 2.10 ' Ом ° см, 3 — 1 ° !О ' Ом.см; 4 — 5 Ом ° см 5) 04 02 0 У 2 3 ф В бмкьг 0 2 4 6 8 млм Рис. 18.45. Спектры отражения кремния в ИК-области Методы зонной плавки для очистки сепена малоэффективны. Изотопный состав селена: м5е (0,87 ог(), м5е (902 огг) "Зе (758 55), м5е (2352 9') 'м5е (49,82 с6), м5е (9,19 об].
Средняя атомная масса 78,96. В твердом состоянии селен может существовать в трех аллатропных модификациях: аморфной, моноклинной и гексагональной. Аморфный селен а мслкодисперсном состоянии выделяется в результате восстанавлеаия из растворов его соединений. В зависимости от размеров частиц окраска аморфного селена меняется от красной до черной. Аморфная модификация в виде массивных блоков (стекловидный селен) образуетсн в результате быстрого охлаждения рас- плавленного селена от температуры выше точки плавления (220 'С). Эта модификация образуется также при вакуумной конденсации варов селена на подложках, температура которых не превышает 50..70 'С. Стекловидиый селен является полимерным веществом, представляющим смесь колец Зег и многозвенных спиральных цепочек, содержащих до 1000 атомов селена.
Массивные образцы стекловидного сглена черного цвета дают раковистый скоп. Тонкие пленки на просвет имеют красный цвет. Моноклинный (красный) гелен существуег в виде и- н 1)-модификаций, которые образуются в результате кристаллизации из раствора в сероуглероде, н представляет собой неупорядоченную смесь кольцевых и цепочечных молекул.
(раэд. 18) Элелвнгпрные полупроводники Таблица /ВЛО. Физические свойства велена Модификация Мвдиф акация Параметр Параметр стекло- внавый гексвго- нвльвый стекло- видный гексвго- ввльный 78,96 78,96 6;4; — 2 6',4; — 2 О! 17 0 117 1,2 1,3 3,0 0,436 0,436 0,496 4,80 219~1 685.+ 4 10 10 1,5 !О 1,5 !О 4,28 2!ОЛ=! 685~4 — 0,02 5. 10" 2!Π— РВ (Ц осн с) +47 (! сюн с) 1,8 2,0 325 2,43 2,49 Тексагональный (металлический нлн серый) селен состоит нз спиральных цепочек атомов, формирующихся по ребрам шестигранной призмы. Имеет серый цвет со слабым металлическим блеском. При температуре выше 75'С гексвгональный пелен является единственной устойчивой модификацией и образуется в результате нагревання любой другой его аллптроцной формы при температуре ниже точки плавления. На скорость кристаллизации существенное влияние оказывакгг температурный режим обработки, а также примеси.
Заметная кристаллизация начинается нри температурах выше 75'С. Максимальная скорость образования эародысссей кристаллизации наблюдаетсн прн 120...!40 С. После формирования зародышей скорость кристаллизации основной массы селена увеличивается прн повышении температуры н достигает максимума при температуре 210 'С. Примеси теллура, галлия, щелочных металлов и галогенов улелнчивают скорость кристаллизация, примеси мышьнка н фосфора— уменьшают. Монокрнсталлы гексагонального селена выращивают из расплава нлн парообразной фазы. Аморфная н моноклинная моднфикацин Атомная масса Валентиость Атомный радиус, нм Постоянная решетки, нм: Ь с Плотность, Мг/и' Температура плавлення,'С Температура кипения, С Модуль упругости прн растяжения Х10 '", Па Температурный коэффицн. ент линейного расширения, очХ10в.
К Удельная теплоемкость, Лж/(кг К) Удельная теплота плавления, Дж/кг Удельная теплота нспаре- ня Х(О ', дж/ Коэффициент теплопро- водности, Вт/(м К) Удельная проводимость, Ом '.см Температурный коэффициент удельного сопротивления, К Коэффициент терно-ЭДС, мкВ/К Концентрация дырок, см Подвнжностсь см /(В.с) Ширина запрещенной эоны, эВ Показатель преломления в области длин волн 1,5...10 мкм Показатель поглощения в области длин волн 1,5...10 мкм, м селена, а также расплавленный селен обладают очень малой проводимостью, около 10 " Ом '.и ' и менее.
Проводимость гексагонального селена на восемь...деснть порядков выше. Растворителем для селена является серо- углерод. По химическим свойствам селен является близким аналогом серы. С большинством металлов образует селеннды. Из кислородных соединений селена устойчивым является 5еОь Прн температуре выше 200'С селеи реагирует с водородом, образуя соединение Нх5е, которое является энергичным восстановителем. Соединения с серой — Зев5 н Зе5ь с фосфором — ЗеРх, 5ехрв и Зеврв Селен окнсляется азотной кнслотой, но не подвергается воздействню соляной и разбавлеанай серной кислот.
Селен и все его соединения ядовиты. Основные физические свойства селена приведены в табл. 18.10. Свойства, зависящие от структуры, даны лля стекловидного н гексагонального селена как основных вллотропных форм, получивших практические применения. Значения параметров, зависящих от температуры, приводятся для комнатной температуры. Механические, электрические, [5 18.4! Селел 443 йщ м.К 00 005 50 100 !Ю 200 ЯЮ Рис, 18.46. Зависимость коэффициента теплопроволности к селепа от температуры Т 1, 2, 3 — шксагоиальиого с содержанием примесей аютзетстаеигю 1 ° 10 ' 9~, 1 ° 10 ' Жь. 1 ° !О 4 - - стекловидного с содержанием примесей ие более 1-1О т чб тепловые и оптические свойства монокристаллического гексагонального селена анизотропны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
