Номер 3, страница 332 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Что такое дырочная проводимость?

3. Что такое дырочная проводимость?

Дырочная проводимость, или проводимость p-типа, представляет собой механизм электрической проводимости в полупроводниках, обусловленный перемещением так называемых дырок. Дырка — это вакантное место в ковалентной связи кристаллической решетки, которое образуется, когда электрон покидает свое место, например, переходя в зону проводимости под действием энергии. Это вакантное место ведет себя как носитель положительного заряда, по величине равного заряду электрона.
Во внешнем электрическом поле на дырку действует сила, направленная в сторону поля. Однако сама дырка (как пустое место) не перемещается. Механизм её "движения" заключается в последовательных перескоках электронов из соседних ковалентных связей в эту вакансию. Когда электрон заполняет дырку, она исчезает в старом месте и появляется в новом — там, откуда пришел электрон. Этот процесс приводит к эффективному перемещению положительного заряда (дырки) в направлении, противоположном движению электронов, то есть по направлению электрического поля. Такое упорядоченное движение дырок и формирует электрический ток, называемый дырочным током проводимости.

Ответ: Дырочная проводимость — это упорядоченное движение дырок (вакансий с эффективным положительным зарядом) в валентной зоне полупроводника под действием электрического поля, создающее электрический ток.

4. Атомы с какой валентностью могут быть донорными примесями?

Донорными примесями могут быть атомы, валентность которых больше валентности атомов основного полупроводникового материала.
Для наиболее распространенных полупроводников, таких как кремний (Si) и германий (Ge), которые являются четырехвалентными (атомы IV группы периодической системы), донорными примесями служат пятивалентные элементы (атомы V группы). Примерами таких элементов являются фосфор (P), мышьяк (As) и сурьма (Sb).
Когда такой пятивалентный атом встраивается в кристаллическую решетку, замещая атом кремния, четыре его валентных электрона используются для образования ковалентных связей с четырьмя соседними атомами кремния. Пятый валентный электрон оказывается избыточным и слабо связанным со своим атомом. Даже при комнатной температуре он обладает достаточной энергией, чтобы оторваться от атома примеси и стать свободным носителем заряда (электроном проводимости), перемещаясь по кристаллу. Атом примеси, который "отдал" (пожертвовал) электрон, называется донором.

Ответ: Атомы с валентностью, превышающей валентность основного полупроводника, могут быть донорными примесями. Например, для четырехвалентного кремния это пятивалентные атомы.