Как проводимость зависит от температуры

1.2. Температурная зависимость электропроводности металлов и полупроводников.

Для металлов и полупроводников известен эффект изменения проводимости при изменении температуры. Механизм явления в этих веществах различен. Как известно, у металлов с ростом температуры сопротивление растет в результате увеличения рассеяния энергии носителей тока на колебаниях решетки по закону

R_Т = R_o(1 + (Т – Т_о)), (1.2)

где R_o – сопротивление при 0 о С (273 К); R_Т — сопротивление при температуре Т₁,  — температурный коэффициент.

Соответственно, проводимость металлов с повышением температуры уменьшается по линейному закону:

Величина  для различных металлов различна. Так для платины  =3,9·10 -3 К -1 , для никеля  = 5,39·10 -3 К — 1 .

Полупроводники способны проводить электрический ток при Т > 0К. При более низких температурах полупроводник является изолятором.

В собственном полупроводнике свободные носители возникают только за счет разрыва валентных связей, поэтому число дырок равно числу свободных электронов, т.е. n = p= n_i ,где n_i – собственная концентрация, и электропроводность при данной температуре равна:

где М_n и M_p – подвижности электронов и дырок; е – заряд электрона.

В донорном полупроводнике электропроводность определяется

В случае преобладания акцепторных примесей

Температурная зависимость электропроводности определяется зависимостью концентрации n от подвижности носителей заряда М от температуры.

Для собственного полупроводника концентрация носителей заряда (n = p = n_i) может быть выражена соотношением:

где — — сравнительно слабо зависит от температуры.

Из (1.5) видно что, концентрация свободных носителей n_i зависит от температуры Т, ширины запрещенной зоны Е , значений эффективных масс носителей заряда m*_n и m*_p.

Температурная зависимость концентрации n_i при Е >>kT определяется в основном экспоненциальным членом уравнения (1.5).

Так как С слабо зависит от температуры, то график зависимости ln n_i от 1/Т должен выражаться прямой линией.

В донорных полупроводниках при низких температурах можно пренебречь числом переходов электронов из валентной зоны в зону проводимости и рассматривать только переход электронов с донорных уровней в зону проводимости.

Температурная зависимость концентрация свободных электронов донорного полупроводника при сравнительно низких температурах и частичной ионизации примесных атомов выражается соотношением:

где N_a — число уровней (атомов) донорной примеси в единице объема полупроводника (концентрация донорной примеси); Е _a — глубина залегания донорной примеси.

Данная область слабой ионизации примеси обозначена цифрой 1 на рис.1.5, где показано изменение концентрации n с температурой для донорного полупроводника.

Рис.1.5- Зависимость концентрации носителей заряда в примесных

полупроводниках от обратной температуры

При более высокой температуре kT>Е _a, когда, все электроны с донорных уровней могут перейти в зону проводимости (C— зону). Концентрация электронов в зоне проводимости становится равной концентрации донорной примеси n = N_a.

Эта область температур, при которой происходит полная ионизация примеси, носит название области истощения примеси и на рис. 1.5 отмечена цифрой 2.

При дальнейшем росте температуры начинается ионизация атомов основного вещества. Концентрация электронов С — зоне будет увеличиваться уже за счет переходов электронов из валентной в C — зону, появляется неосновные носители заряда-дырки в валентной зоне. Когда уровень Ферми достигает середины запрещенной зоны, то n = p = n_i и полупроводник от примесного переходит к собственному (обл.3. рис.1.5).

В акцепторном полупроводнике при низких температурах можно пренебречь переходом электронов из V в C— зону и рассматривать только переход электронов из валентной зоны на акцепторные уровни. В этом случае температурная зависимость концентрации свободных дырок выражается в виде:

где N_a — концентрация акцепторной примеси; Е_а -энергия активации акцепторной примеси.

С ростом температуры все акцепторные уровни заполняются электронами, перешедшими из V-зоны. При kT > Е _a наступает истощение примеси, концентрация дырок в V-зоне равна концентрации акцепторной примеси N_a.

При дальнейшем повышении температуры возникает все больше собственных носителей за счет перехода электрона из V в C-зону и при некоторой температуре проводимость полупроводника из примесной превращается в собственную.

1.2.1 Температурная зависимость подвижности носителей в полупроводнике

Можно выделить несколько механизмов рассеяния носителей заряда:

1) на тепловых колебаниях атомов кристаллической решетки;

2) на ионизированных примесях (ионы примеси);

3) на нейтральных примесях (атомы примеси);

4) на дефектах решетки (вакансии, точечные дефекты, дислокации, границы кристаллитов и др.);

5) на носителях заряда.

Ввиду малости концентрации дефектов и носителей заряда видами рассеяния (4) и (5) обычно пренебрегают.

П одвижность носителей заряда М, численно равна скорости дрейфа носителей, приобретаемой ими под действием электрического поля единичной напряженности:

Подвижности электронов и дырок различны по величине вследствие различия в эффективных массах и времени свободного пробега электрона и дырки, которое зависит от механизма рассеяния электронов и дырок в кристаллической решетке полупроводника.

Если в рассеяния носителей участвуют оба механизма (1) и (2) и они независимы, то температурная зависимость М может быть представлена в виде:

где a и b –коэффициенты пропорциональности.

Рассеяние носителей на нейтральных примесях не зависит ни от температуры, ни от энергии носителей и оказывает влияние при очень низких температурах, когда тепловые колебания решетки не играют заметной роли и степень ионизации примесей мала.

При низких температурах носители заряда менее подвижны, и характер проводимости определяется рассеянием на примесях (второе слагаемое в 1.12). При высоких температурах основную роль играет рассеяние на тепловых колебаниях решетки и доминирует первое слагаемое.

1.2.2.Температурная зависимость .

Учитывая зависимость концентрации и подвижности носителей заряда от температуры, удельную электропроводность собственного полупроводника можно записать в виде:

Множитель AT 3/2 медленно меняется с температурой, тогда как множитель exp(-E/2kT) сильно зависит от температуры, когда E >>kT. Следовательно, для не слишком высоких температурах можно считать, что .

В результате выражение (1.13) можно заменить более простым

Рассмотрим поведение  полупроводника при переходе от низких температур к высоким.

В донорном или акцепторном полупроводнике проводимость при низких температурах является примесной.

Так как температура низка, то ионизованных примесей мало и преобладает рассеяние на нейтральных атомах, при котором М не меняется с температурой. Поэтому температурная зависимость будет определяться зависимостью концентрации от температуры.

Для электропроводности донорного полупроводника можно записать

С оответственно для электропроводности акцепторного полупроводника:

О чевидно, если уравнения (1.15) и (1.16) построить графически в координатах ln  и 1/T, то из наклонов этих зависимостей (рис.1.6) можно определить энергию ионизации донорной или акцепторной примеси:

Если повышать температуру, то мы попадем в область истощения примеси (рис. 1.5. обл.2), в которой концентрация основных носителей остается постоянной и проводимость меняется вследствие изменения подвижности М с температурой.

На участке 2 кривой ln  ( 1/T) электропроводность растет незначительно с температурой, т.к. преобладает рассеяние на ионах примеси, при котором М

Д алее с ростом температуры электропроводность уменьшается, т.к. преобладает рассеяние на тепловых колебаниях решетки, при котором M

T 3/2 (участок 3, рис. 1.6).

Наконец при достаточно высоких температурах проводимость полупроводника становится собственной, и в этих условиях можно определить ширину запрещенной зоны полупроводника

г де k – постоянная Больцмана, k = 1.3810 -23 Дж/К.

Рис 1.6 -Зависимость удельной проводимости полупроводника от температуры: а)собственный полупроводник, б) примесный полупроводник.

Температура плавления и электропроводность: 11 фактов, которые вы должны знать

Мы знаем о температуре плавления и проводимости по отдельности, но как точка плавления и проводимость связаны друг с другом и их факты, мы обсудим в этом посте.

Температура плавления – это температура, при которой твердое тело начинает переходить из своего состояния в жидкое. В то же время проводимость представляет собой температурный градиент для описания теплообмена. Поскольку и температура плавления, и проводимость зависят от температуры, они связаны друг с другом.

Не у каждого объекта есть точка плавления, потому что некоторые объекты, такие как дерево, не плавятся. Что касается проводимости, то в зависимости от свойств твердого тела они подразделяются на тепловые, электрические, ионные и т. д. Здесь вы найдете знать связь между температурой плавления тепло- и электропроводность.

Температура плавления и теплопроводность

Теплопроводность – это способность соединения проводить тепло. Как правило, поток тепла от более высоких температур к более низким происходит при теплопроводности. Теплопроводность лежит между наличием температуры плавления и кипения данного вещества.

Когда температура повышается за счет теплопередачи, внутренняя энергия твердого тела увеличивается, вызывая диффузию, затем твердое тело начинает плавиться. Свойства температуры плавления различаются для металлических и неметаллических веществ. Теплопроводность в твердом теле за счет упругих колебаний решетки приводит к передаче энергии в виде тепла.

Температура плавления и теплопроводность являются индивидуальными свойствами вещества, но в некоторых случаях, таких как сварка, плавление вещества происходит за счет теплопроводности. Металлы более чувствительны к температуре, поэтому металл обладает высокой температурой плавления, а теплопроводность металла больше.

Связь температуры плавления и теплопроводности

Температура плавления твердых тел зависит от их энергии связи. Если твердое тело имеет высокую энергию связи, температура плавления твердого тела также высока. Однако теплопроводность зависит только от эффективного теплового потока в веществе.

Температура плавления и теплопроводность тесно связаны с некоторыми твердыми телами, поскольку оба они зависят от температуры. Повышение и понижение температуры влияет как на температуру плавления, так и на проводимость.

В металлах рост температура повышает температуру плавления, что приводит к снижению теплопроводности металла. Это означает, что температура плавления и теплопроводность в случае металла обратно пропорциональны. Но для неметалла все наоборот. Температура плавления неметалла ниже, но его теплопроводность значительно выше.

Отсюда видно, что температура плавления и теплопроводность имеют обратную зависимость.

Почему теплопроводность обратно пропорциональна температуре?

Теплопроводность твердых тел в значительной степени зависит от движения свободных электронов частиц и колебаний молекул. Изменение температуры в значительной степени влияет на них обоих; таким образом, теплопроводность обратно пропорциональна температуре.

Для лучшего понимания рассмотрим в качестве примеров два случая металлов и неметаллов.

Теплопроводность металла обусловлена движением свободного электрона. По мере повышения температуры молекулярная вибрация возрастает, что приводит к уменьшению скорости потока свободного электрона, блокируя его путь, что, следовательно, снижает теплопроводность.

Вышеупомянутая теория обратна в случае неметалла. Поскольку в неметаллах нет свободного электрона, теплопроводность обусловлена молекулярными колебаниями. При повышении температуры молекулы приобретают кинетическую энергию и вызывают колебания молекул; таким образом, теплопроводность у неметаллов высока.

Температура плавления и электропроводность

Электропроводность — это свойство материала, которое измеряет способность пропускать ток или проводить электричество через материал. Так как для проведения электрического тока необходим свободный электрон; следовательно, в этом случае могут быть включены только металлы.

В случае щелочных металлов имеется только один свободный валентный электрон; следовательно, энергия, необходимая для связывания атома в кристаллической решетке, невелика, поэтому металлическая связь не такая прочная, что приводит к низкой температуре плавления. Но они хорошие проводники электричества..

Свободные валентные электроны позволяют электрическим зарядам течь свободно и побуждают атомы получать или терять один из электронов от элемента в результате более слабого ядерного взаимодействия. При этом электропроводность больше.

Связь температуры плавления и электропроводности

В отличие от теплопроводности зависимость между температурой плавления и электропроводностью является линейной. Так как повышение температуры приводит к увеличению как электропроводности, так и температуры плавления.

Но есть некоторые последствия, при которых некоторые металлы имеют высокую температуру плавления, но их электропроводность очень низкая. Некоторые металлы являются хорошими проводниками электричества, но имеют низкую температуру плавления. Таким образом, нелегко установить надлежащее связь между температурой плавления и электропроводность.

Что увеличивает электропроводность?

Электропроводность зависит от температуры. Таким образом, изменение температуры может увеличить температуру.

На электропроводность сильно влияют подвижность ионов и валентные электроны; таким образом, если будет положительное изменение ионной подвижности и валентного электрона, электропроводность может быть увеличена.

Поскольку металлы являются хорошими проводниками, электрическая проводимость увеличивается линейно, если число свободных электронов приходится на атом металла. Если делокализованный электрон увеличивается, электропроводность также увеличивается. Для полупроводников увеличение примесей может увеличить электропроводность.

Влияет ли температура плавления на электропроводность?

Для некоторых металлов температура плавления в значительной степени влияет на электропроводность. Электропроводность возникает с температурой. Когда температура достигает точки плавления, она начинает падать, и, таким образом, электропроводность полностью исчезает. Это свойство наблюдается в эксперименте по взрыву электрического провода, осуществляемого фаза переходный процесс металлов.

Механизм плавления усиливается за счет выделения энергии кристаллической решетке металла, что приводит к увеличению числа высокоэнергетических электронов на решетке, создавая дефект в структуре решетки.

Поскольку проводимость является функцией температуры, которая также повышает температуру плавления, то точка плавления влияет на электрическую проводимость.

Что имеет высокую температуру плавления и не проводит электричество?

Некоторые соединения имеют высокую температуру плавления, но не влияют на электропроводность. Эти соединения являются ионными. Ионные соединения в твердом состоянии не обладают электропроводностью, но в расплавленном или водном состоянии обладают.

В твердом состоянии молекулы ионных соединений удерживаются прочной связью и фиксируются на своем месте. Возможность образования свободных электронов меньше, поэтому они не могут двигаться, но у них высокая температура плавления, т. е. они так легко плавятся при некоторой подаче температуры.

При повышении температуры твердое ионное тело начинает плавиться, и ионы становятся свободными для проведения электричества.

Увеличивается ли электропроводность с температурой?

Для проводников температура имеет обратную зависимость. Таким образом, уменьшая температуру, можно увеличить электропроводность.
Для изоляторов электрическая проводимость может быть увеличена за счет повышения температуры.
В случае полупроводников с повышением температуры электропроводность полупроводника увеличивается.

Поскольку электропроводность обусловлена свободным движением электронов с одной стороны на другую, электрон может двигаться свободно, если потоку не будет сопротивления.

По мере повышения температуры вибрация решетки заставляет электрон совершать беспорядочное движение в боковом направлении, поэтому существует некоторое сопротивление потоку электронов; таким образом проводник проявляет низкую проводимость при высокой температуре.

Высокая температура плавления и плохая электропроводность

Некоторые металлы, такие как гафний, ниобий и тантал, имеют высокую температуру плавления, но они плохо электризуются. проводники. Например, вольфрам имеет высокую температуру плавления, но плохо проводит электропроводность в нормальных условиях.

Тем не менее, вольфрам используется в качестве нити накаливания в лампах, потому что он обладает электропроводностью при высокой температуре, что обеспечивает поток электронов.

Существование примесей в чистом металле ограничивает поток электронов для проведения электричества; таким образом, даже если они имеют высокую температуру плавления, они не влияют на электропроводность. Некоторые соединения, такие как нержавеющая сталь, имеют относительно высокую температуру плавления, но не проводят электричество из-за своей сплавообразной структуры.

Почему проводимость полупроводников увеличивается с температурой?

В полупроводниках валентная зона заполнена валентными электронами, а зона проводимости либо пуста, либо частично заполнена при нуле градусов Кельвина. Таким образом, свободный электрон, вносящий вклад в электропроводность, недоступен в зоне проводимости для образования электронно-дырочной пары.

Когда прикладывается небольшое количество энергии в виде тепла, электрон может легко стать доступным для проводимости. С повышением температуры концентрация электронов в зоне проводимости увеличивается. Таким образом, проводимость полупроводников также увеличивается.

Ширина запрещенной зоны между зоной проводимости и валентной зоной сравнительно меньше; таким образом, свободные электроны могут пересекать валентную зону из-за тепловых колебаний при повышении температуры, приобретая кинетическую энергию. Электрон становится свободным в структуре решетки и, естественно, вносит свой вклад в электрическую проводимость.

Обзор

Давайте завершим этот пост, заявив, что температура плавления и проводимость — это свойства материала, сопровождаемые температурой. Таким образом, они косвенно коррелированы, и проводимость различается для разных соединений.

Зависимость электропроводности примесных полупроводников от температуры

В примесных полупроводниках основную роль играет примесная проводимость при низких температурах, когда энергии тепловых колебаний узлов кристаллической решётки недостаточно для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости.

В полупроводниках п типа основными носителями электрического заряда являются электроны, а неосновными — дырки. Электропроводность полупроводника п типа — электронная. В полупроводниках р—типа имеет место дырочная проводимость, так как основными носителями электрического заряда служат дырки, а неосновными носителями — электроны.

По мере нагревания кристалла полупроводника п типа всё больше электронов переходят с донорного уровня энергии в зону проводимости, а в полупроводниках р типа — из валентной зоны на акцепторный уровень энергии. Процесс происходит до тех пор, пока все примесные атомы не будут ионизированы. Дальнейшее повышение температуры приводит к возникновению собственной проводимости, обусловленной переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости.

Итак, электропроводность а примесных полупроводников складывается из примесной а _пр электропроводности и собственной а _соб электропроводности. Электропроводность а собственного полупроводника описывается формулой

где ао — константа,

AW- ширина запрещённой зоны, к — постоянная Больцмана.

Электропроводность а полупроводника п типа до тех значений температуры, пока можно пренебречь собственной проводимостью, равна

а электропроводность а _р полупроводника р — типа

где п _е, п _д— концентрация электронов и дырок, р _е, р _д подвижность электронов и дырок.

Электропроводность примесных полупроводников, как и собственных полупроводников, определяется концентрацией носителей электрического заряда и их подвижностью. Поэтому температурная зависимость электропроводности примесных полупроводников определяется зависимостью от температуры концентрации и подвижности носителей электрического заряда. Характер зависимости концентрации электронов от температуры в полупроводнике п типа и дырок в полупроводнике р типа одинаковый.

Формула, определяющая концентрацию электронов п ,, в полупроводнике н-типа, имеет вид

Концентрация дырок п _д в полупроводнике р типа равна

где п ,, и п _а — концентрация атомов-доноров и атомов-акцепторов в примесном полупроводнике,

AW „„„ — расстояние между донорным уровнем энергии и дном зоны проводимости,

/1W _акц — расстояние от акцепторного уровня энергии до потолка валентной зоны.

Подвижность электронов и _е, и дырок и ,, зависит от вида полупроводника и температуры. Например, в кристалле германия при комнатной температуре (Г = 300 К) подвижность р _е электронов

равна 0,38 ——, дырок и „ = 0,18——, а в кристалле кремния В-с В-с

подвижность электронов равна р _е = 0,135 —_, подвижность

дырок р д = 0,04—_ . Подвижность р носителей электрического

заряда при низких температурах определяется их рассеянием на

примесях. Она пропорциональна температуре Т в степени 3

Подвижность и носителей электрического заряда при высоких температурах, когда преобладает рассеяние носителей электрического заряда на тепловых колебаниях узлов кристаллической решётки (на

фононах), пропорциональна температуре Т в степени “минус” 1

На рис.320 приведён график зависимости подвижности и носителей электрического заряда в примесном полупроводнике от температуры Т. В области высоких значений температуры Т (области/) подвижность и носителей электрического заряда пропорциональна температуре в степени “минус” три вторых _з

Т 2 ), а в области низких значений температуры Т (в области 2) пропорциональна температуре в степени “ плюс ” три вторых

Концентрация носителей электрического заряда в примесных полупроводниках в зависимости от температуры изменяется по экспоненциальному закону, а подвижность носителей электрического заряда — по степенному закону. Поэтому зависимость электропроводности а _пр примесных полупроводников от температуры где ао, oi — постоянные,

определяется, в основном, зависимостью концентрации носителей электрического заряда от температуры, т. е.

A W- ширина запрещённой зоны,

Величина A W _прш, в зависимости от типа примесного полупроводника равна A W _дон или A W _акц.

График зависимости электропроводности примесного полупроводника от температуры показан на рис.321.

По оси ординат отложена величина In A W _акц (A W _дон), превращаются в ионы. Происходит истощение примеси (область 2). Например, все электроны с донорного уровня энергии перешли в зону проводимости.

Концентрация свободных электронов в широком интервале температур не изменяется, когда температура превышает температуру истощения. Это объяснятся тем, что примесные уровни энергии полностью истощены, а для перехода валентных электронов из валентной зоны в зону проводимости недостаточно энергии тепловых колебаний узлов кристаллической решётки. Концентрация основных носителей электрического заряда перестала зависеть от температуры. Собственная проводимость проявляется очень слабо, так как величина к • Т много меньше ширины запрещённой зоны AW (к ? Т « AW). Генерируется очень мало пар электрон — дырка. Электропроводность примесного полупроводника в области (2) слабо зависит от температуры.

Для каждого примесного полупроводника существует область собственной проводимости (область 3), наличие атомов примеси в которой существенно не влияет на его электропроводность. В области достаточно высоких температур электроны интенсивно переходят из валентной зоны в зону проводимости. Скорость генерации пар носителей электрического заряда электрон-дырка резко возрастает.

Примесный полупроводник ведёт себя, как собственный полупроводник. По характеру проводимости и концентрации свободных носителей электрического заряда примесный полупроводник практически не отличается от собственного полупроводника. Концентрация носителей электрического заряда с ростом температуры увеличивается по экспоненциальному закону.

Рассмотрим различие свойств металлов (проводников) и полупроводников.

1. В узлах кристаллической решётки металлов находятся положительные ионы, а у полупроводников (кристаллов) — нейтральные атомы.
2. Для металлов характерна большая концентрация п свободных электронов (и

Концентрация носителей электрического заряда в полупроводниках сильно зависит от температуры. Число электронов и дырок увеличивается с ростом температуры. Все атомы кристалла полупроводника, когда температура близка к величине О К, связаны между собой ковалентными связями, в создании которых заняты все валентные электроны. В кристалле нет свободных электронов.

С точки зрения зонной теории, это соответствует тому, что валентная зона полностью заполнена электронами, а зона проводимости пустая. Электроны при нагревании кристалла полупроводника получают энергию за счёт тепловых колебаний узлов кристаллической решётки и разрывают ковалентные связи. Они становятся свободными и могут перемещаться по всему кристаллу.

3. В металлах носителями электрического заряда являются свободные электроны, наблюдается электронная электропроводность. В полупроводниках существуют два вида носителей электрического заряда — электроны и дырки и имеет место электронная электропроводимость и дырочная электропроводимость.

Собственная проводимость возникает в полупроводниках, очищенных от примеси так, чтобы один атом примеси приходился на миллиард атомов полупроводника. Собственная проводимость отмечается во всех типах полупроводников при достаточно высоких температурах.

4. Удельная электропроводность а металлов и полупроводников описывается одинаковой формулой

Удельная электропроводность металла, как и полупроводника, зависит от величины электрического заряда е, концентрации п носителей электрического заряда и их подвижности и.

5. В металлах примеси уменьшают электропроводность, не меняя характера зависимости сопротивления R от температуры. В полупроводниках примеси, находящиеся даже в незначительных концентрациях, изменяют величину удельной электропроводности а и характер зависимости величины электропроводности а от температуры Т. Например, если в кристалл кремния ввести атомы бора в количестве один атом бора на 10 5 атомов кремния, то при температуре Т = 300 К электропроводность возрастает в тысячи раз.
6. Зависимость электропроводности металлов от температуры полностью определяется температурной зависимостью подвижности электронов проводимости. В узлах идеально правильной кристаллической решётки металлов при Т = О К находятся неподвижные ионы. Они не рассеивают волны де Бройля. Поэтому электроны проводимости свободно без рассеяния проходят через кристаллическую решётку металла. Электрическое сопротивление металла равно нулю.

С ростом температуры (Г > О К) увеличивается амплитуда колебаний узлов кристаллической решётки металла, что затрудняет направленное движение свободных электронов. Тогда уменьшаются подвижность электронов проводимости, сила электрического тока и возрастает сопротивление.

Электропроводность собственных и примесных полупроводников зависит от температуры. Она увеличивается с ростом температуры. Удельная электропроводность а собственных полупроводников с увеличением температуры возрастает по экспоненциальному закону

Удельная электропроводность а примесных полупроводников при низких температурах с ростом температуры увеличивается по экспоненциальному закону.

В области истощения примеси электропроводность примесных полупроводников слабо зависит от температуры. Электропроводность примесных полупроводников в области истощения примеси определяется только изменением подвижности носителей электрического заряда с увеличением температуры, а концентрация носителей электрического заряда остаётся постоянной. Примеси в области высоких температур не влияют на электропроводность примесных полупроводников.

Электропроводность с ростом температуры увеличивается по экспоненте, как и в собственном полупроводнике.

Итак, полупроводники обладают способностью изменять электропроводность под действием внешних факторов — введения примеси, нагревания, облучения, наличия электрического поля и др.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Температурные зависимости проводимости всех комплексов тетрацианоплатинатэ очень похожи друг на друга. При понижении температуры проводимость медленно повышается и достигает максимума ( для КСРВг примерно при 270 К), а затем более или менее резко падает. При низких температурах все-эти материалы становятся диэлектриками. [2]

Температурные зависимости проводимости не позволяют однозначно определить механизм переноса заряда. С другой стороны, парамагнитные центры, определенные по методу ЭПР, очень подвижны. [3]

Температурная зависимость проводимости предусматривает также наличие метастабильных ловушек электронов, из которых они освобождаются при нагревании. [4]

Температурная зависимость проводимости такого вещества существенно зависит от того, заполнены уровни атомов вкрапления целиком или только частично. [5]

Температурная зависимость проводимости и постоянной Холла в области собственной проводимости показана на фиг. Это означает, что подвижность электронов больше подвижности дырок. Резкий спад кривой, представляющей температурную зависимость постоянной Холла, приводит к выводу, что подвижности электронов и дырок при высоких температурах становятся одинаковыми. В интервале температур — 400 — 600 К проводимость является смешанной. При более высокой температуре проводимость-собственная. Микроскопическая проводимость и постоянная Холла в кремнии с примесью мышьяка показаны на фиг. Знак постоянной Холла показывает, что мышьяк является донором, а бор-акцептором. При изменении количества добавляемой примеси кривые смещаются так, как и следовало ожидать. Образец 159 представляет контрольный случай, когда примесь специально не добавлялась. Образцы 140 и 125 содержат наибольшую концентрацию примеси; газ носителей в них оказывается вырожденным. Остальные кривые в области температур 10 — 100 К имеют наклон, указывающий на ионизацию примесных центров с увеличением температуры. [6]

Температурную зависимость проводимости растворов НС1, содержащих диоксан, можно связать с двумя группами последствий взаимодействий. К одной из них относится влияние электрического поля ионов на жидкую структуру, воздействующее на гидродинамическую миграцию ионов и очень незначительно различающееся в растворах соляной кислоты и соответствующих растворов солей. Эффекты взаимодействий второй группы изменяют механизм прототропной проводимости. [7]

Такая температурная зависимость проводимости была подсказана [40, 41] для перескока электронов с переменной длиной прыжка через локализованные состояния вблизи уровня Ферми и, как указывали Поллак и др. [42], должна наблюдаться даже при высоких температурах, пока локализованные состояния расположены с широким разбросом в зазоре подвижности. [8]

Поэтому температурная зависимость проводимости полупроводника в этой области определяется температурной зависимостью подвижности носителей. [10]

Рассмотрим теперь температурную зависимость проводимости ( например, для электронного) полупроводника. [11]

Анализировать температурную зависимость проводимости полупроводника удобно с помощью графика этой зависимости, полученного в полулогарифмической системе координат. [12]

На этом участке температурная зависимость проводимости связана с изменением подвижности; подвижность и проводимость убывают с ростом температуры ( за исключением температур, близких к Гмакс. Подвижность носителей в германии больше, чем в кремнии; с этим связана большая проводимость германия при тех же концентрации примесей и температуре. [13]

Для углеродных волокон температурная зависимость проводимости определяется конечной температурой их обработки, а следовательно, концентрацией я-электронов и размерами кристаллов. Согласно рис. 6.11 электрическое сопротивление снижается по мере повышения температуры, особенно после 300 С, при этом чем выше температура карбонизации, тем меньше температурный коэффициент электропроводности. По данным А. С. Фиалкова [66], в зависимости от температуры измерения термоэлектродвижущая сила монотонно возрастает примерно до 2500 С, а затем уменьшается. Электрическое сопротивление в пределах 1000 — 2500 С снижается незначительно, а около 3000 С более интенсивно. Углеродные волокна обладают дырочной и электронной проводимостью. При повышении температуры обработки, сопровождающейся совершенствованием структуры и увеличением числа л-электронов, запретная зона проводимости уменьшается, поэтому возрастает электропроводность, которая для волокон, обработанных при высокой температуре, по абсолютному значению приближается к электропроводности проводников. Из-за резкого спада электрического сопротивления при температуре карбонизации до 1000 С трудно получить углеродные волокна с заданными электрофизическими свойствами. Графитированные волокна легко получить с определенным значением электропроводности. [14]

Экспериментальные результаты по температурной зависимости проводимости обычно эмпирически разделяют на область активационной проводимости, обсуждавшейся в предыдущем параграфе, и область безактивационной проводимости, описанной в гл. В последние несколько лет стало появляться все больше как экспериментальных, так и теоретических доказательств того, что в образцах, считавшихся ранее безактивационными ( квазиметаллическими), при очень низких температурах происходит рост сопротивления. Поскольку изменение сопротивления достаточно мало — порядка 10 % -: и объясняется в большом числе теоретических работ процессами двумерной локализации в пределе слабого беспорядка, указанные эффекты иногда называют эффектами слабой локализации. В этом параграфе мы коротко обсудим теоретические и экспериментальные работы, заложившие основу этих новых концепций. [15]