Номер 692, страница 96, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Основы электродинамики. Электрический ток в различных средах. Электрический ток в полупроводниках - номер 692, страница 96.

Условие.

692. [566] В четырёхвалентный германий вводится примесь: 1) пятивалентного мышьяка; 2) трёхвалентного индия. Каким будет основной тип проводимости в первом и во втором случаях?

Решение.

Решение

Тип примесной проводимости полупроводника определяется валентностью атомов примеси по отношению к валентности атомов основного вещества. Германий (Ge) — четырёхвалентный элемент. В его кристаллической решётке каждый атом образует четыре ковалентные связи с соседними атомами.

1) пятивалентного мышьяка

Мышьяк (As) является пятивалентным элементом, то есть его атом имеет пять электронов на внешней оболочке. Когда атом мышьяка встраивается в кристаллическую решётку германия, четыре из его валентных электронов образуют ковалентные связи с соседними атомами германия. Пятый электрон оказывается избыточным, он слабо связан со своим атомом и легко становится свободным электроном, то есть носителем отрицательного заряда. Примеси, отдающие электроны, называются донорными. В полупроводнике возникает избыток свободных электронов, которые и становятся основными носителями заряда. Такая проводимость называется электронной, или проводимостью n-типа (от английского negative — отрицательный).

Ответ: Основным типом проводимости будет электронная (n-тип).

2) трёхвалентного индия

Индий (In) является трёхвалентным элементом, то есть его атом имеет три электрона на внешней оболочке. Когда атом индия замещает атом германия, он может образовать только три ковалентные связи с соседями. Для образования четвёртой связи не хватает одного электрона. Это вакантное место в ковалентной связи называется дыркой. Дырка ведёт себя как положительно заряженная частица, так как на её место может переместиться электрон из соседней связи, что эквивалентно перемещению дырки в обратном направлении. Примеси, создающие дырки (захватывающие электроны), называются акцепторными. В полупроводнике возникает избыток дырок, которые становятся основными носителями заряда. Такая проводимость называется дырочной, или проводимостью p-типа (от английского positive — положительный).

Ответ: Основным типом проводимости будет дырочная (p-тип).