Номер 7, страница 407 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Задачи для самостоятельного решения. Параграф 122. Примеры решения задач по теме «Электрический ток в различных средах». Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 7, страница 407.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Тип полупроводника, получаемого при добавлении примеси (легировании), определяется валентностью атомов примеси по сравнению с валентностью атомов основного полупроводникового материала.

1. Основной материал: Кремний (Si). Кремний находится в 14-й группе (по старой классификации — IV группа, главная подгруппа) периодической таблицы. Это означает, что на внешней электронной оболочке атома кремния находится 4 валентных электрона. В кристаллической решетке кремния каждый атом образует четыре прочные ковалентные связи с четырьмя соседними атомами.

2. Примесь: Алюминий (Al). Алюминий находится в 13-й группе (III группа, главная подгруппа). Атом алюминия имеет 3 валентных электрона.

Когда атом алюминия встраивается в кристаллическую решетку кремния, замещая один из атомов кремния, он может образовать только три ковалентные связи с соседними атомами кремния, так как у него всего три валентных электрона. Для образования четвертой связи, необходимой для завершения структуры решетки, у атома алюминия не хватает одного электрона.

Это вакантное место для электрона называется «дыркой». Дырка обладает эффективным положительным зарядом. Электрон из соседней ковалентной связи может легко занять это место, в результате чего дырка переместится на его место. Такое перемещение дырок по кристаллу эквивалентно движению положительных зарядов и создает электрический ток.

Поскольку примесь алюминия «принимает» электроны для заполнения дырок, ее называют акцепторной примесью. В полупроводнике, легированном акцепторной примесью, основными (преобладающими) носителями заряда являются дырки. Такой полупроводник называется полупроводником p-типа (от английского positive — положительный).

Ответ: При введении небольшого количества алюминия в кремний получится полупроводник p-типа (с дырочной проводимостью).