Представьте графическую схему, отображающую расположение атомов в германии Ge, и объясните механизм его собственной

Тема занятия: Полупроводники и проводимость в германии (Ge)

Разъяснение: Германий (Ge) является типичным примером полупроводника. В кристаллической решетке германия атомы располагаются таким образом: каждый атом германия связан с четырьмя соседними атомами через ковалентные связи. Эта структура позволяет германию иметь кристаллическую геометрию и достаточно большую энергетическую щель между его валентной зоной и зоной проводимости.

Собственная проводимость германия возникает благодаря тепловому возбуждению электронов из валентной зоны в зону проводимости. В зоне проводимости электроны свободны и могут перемещаться по кристаллической решетке, что позволяет материалу стать проводником электричества.

Примесная электронная проводимость обусловлена добавлением примесей с лишними электронами в решетку германия. Эти лишние электроны могут свободно перемещаться и создавать электрический ток.

Примесная дырочная проводимость возникает в результате добавления примесей, имеющих недостаток электронов в решетке германия. В результате отсутствия электронов восполняются дырки, которые также могут перемещаться и создавать электрический ток.

При добавлении примеси индия (In) в германий (Ge) образуется n-тип проводимости, так как индий является донорной примесью и добавляет лишние электроны в решетку германия.

При добавлении примеси галлия (Ga) в германий (Ge) образуется p-тип проводимости, так как галлий является акцепторной примесью и создает дырки в решетке германия.

В кремнии (Si) с примесью мышьяка (As) или алюминия (Al) также наблюдается p-тип проводимость из-за дырок, создаваемых данными примесями.

Совет: Для лучшего понимания проводимости в полупроводниках важно изучить и ознакомиться с энергетической зонной структурой полупроводников и ролью примесей в изменении проводимости.

Дополнительное задание: Что произойдет с проводимостью германия при добавлении акцепторной примеси бора (B)? Опишите тип проводимости и механизм, который приводит к этому типу проводимости.