Polprevodniki

Snov obstaja v različnih oblikah, trdnih snoveh, tekočinah, plinih, plazmi itd. Kot izolatorje običajno imenujemo materiale s slabo električno prevodnostjo, kot so premog, intraokularni kristali, jantar, keramika itd. Kovine z dobro prevodnostjo, kot so zlato, srebro, baker, železo, kositer, aluminij itd., imenujemo prevodniki. Material med prevodnikom in izolatorjem lahko preprosto imenujemo polprevodnik. V primerjavi s prevodniki in izolatorji je bilo odkritje polprevodniških materialov zadnje in šele v 30. letih 20. stoletja, ko je bila izboljšana tehnologija čiščenja materialov, je bil obstoj polprevodnikov resnično priznan v akademski skupnosti.

 

 

Odkriti

Leta 1833 je Faraday, oče elektronike, britanski znanstvenik, prvi ugotovil, da se odpornost srebrovega sulfida razlikuje od odpornosti običajnih kovin s temperaturo, na splošno pa se odpornost kovin povečuje z naraščanjem temperature, vendar je Faraday ugotovil, da se odpornost srebrovih sulfidnih materialov zmanjšuje s povišanjem temperature. To je prvo odkritje polprevodniškega pojava

.

 

Razvrstitev in uspešnost

 

Elementarni polprevodniki.Elementarni polprevodniki se nanašajo na polprevodnike, sestavljene iz enega samega elementa, med katerima sta bila prej raziskana silicij in selen. Je trden material s polprevodniškimi lastnostmi, sestavljen iz enakih elementov, ki je dovzeten za spremembe zaradi sledi nečistoč in zunanjih pogojev. Trenutno imata samo silicij in germanij dobre lastnosti in se pogosto uporabljata, selen pa se uporablja na področju elektronske razsvetljave in optoelektronike. Silicij se uporablja v industriji polprevodnikov, na katero vpliva predvsem silicijev dioksid, ki lahko tvori masko pri izdelavi naprav, kar lahko izboljša stabilnost polprevodniških naprav in je ugodno za avtomatizirano industrijsko proizvodnjo. 0020-34694PODLOGA, GDP, R2 OXIDEGECO,0020-34695OBLOGA, KATODNA, POLNI PRETOK, OKSIDNA, 0040-09001Telo komore, standard 4-6",0040-09723-Unibody, Etch Chamber,0040-02544Zgornji del telesa, DPS Metal,0040-04745Komora Body Ultima Hdp-cvd, 16-033932-006-palčni showhead WELD,0010-00889 ASSY LIFTER DEGAS/ ORIENTER w/ TC se vsi uporabljajo na področju elementarnih polprevodnikov.

 

Anorganski sintetični polprevodniki.

Anorganske sestavke so v glavnem sestavljene iz polprevodniških materialov z enim samim elementom, seveda obstajajo tudi polprevodniški materiali, sestavljeni iz različnih elementov, glavne lastnosti polprevodnikov so skupine I in V, VI, VII, II in IV, V, VI, III in V, VI, IV in IV, VI skupine; V in VI skupine, spojine skupine VI in VI, vendar zaradi lastnosti elementa in načina izdelave ne morejo vse spojine izpolniti zahtev polprevodniških materialov. Ta polprevodnik se uporablja predvsem v napravah z visoko hitrostjo, tranzistorji, ki jih proizvaja InP, pa imajo večjo hitrost kot drugi materiali in se večinoma uporabljajo v optoelektronskih integriranih vezjih in napravah proti jedrskemu sevanju. Za materiale z visoko prevodnostjo se uporabljajo predvsem v LED in drugih vidikih.

 

Organski sintetični polprevodniki.Organske spojine se nanašajo na spojine, ki vsebujejo ogljikove vezi v molekuli, organske spojine in ogljikove vezi pa so pravokotne druga na drugo, superpozicija pa lahko tvori prevodne pasove, ki lahko vstopijo v energijske pasove s kemičnim dodatkom, tako da lahko pride do prevodnosti, torej ki tvorijo organske spojine polprevodnikov. V primerjavi z običajnimi polprevodniki ima ta polprevodnik nizke stroške, dobro topnost in enostavno obdelavo materialov. Prevodnost je mogoče nadzorovati z nadzorom molekul, obseg uporabe pa je razmeroma širok, uporablja se predvsem v organskih filmih, organski razsvetljavi itd.

 

 

Amorfni polprevodniki. I

t imenujemo tudi amorfni polprevodnik ali stekleni polprevodnik, ki spada v razred polprevodnih materialov. Amorfni polprevodniki so tako kot drugi amorfni materiali urejene strukture kratkega dosega in neurejene strukture velikega dosega. V glavnem tvori amorfni silicij s spreminjanjem relativnega položaja atomov in spreminjanjem prvotne periodične razporeditve. Kristalno in amorfno stanje se razlikujeta predvsem po tem, ali ima razporeditev atomov dolg program ali ne. Delovanje amorfnih polprevodnikov je težko nadzorovati in z izumom tehnologije so se začeli uporabljati amorfni polprevodniki. Ta proizvodni postopek je preprost, uporablja se predvsem v tehniki, ima dober učinek pri absorpciji svetlobe in se uporablja predvsem v sončnih celicah in zaslonih s tekočimi kristali.

 

 

Intrinzični polprevodniki:Polprevodnike, ki ne vsebujejo primesi in nimajo napak v mreži, imenujemo intrinzični polprevodniki. Pri zelo nizkih temperaturah je valenčni pas polprevodnika poln pas, po toplotnem vzbujanju bodo nekateri elektroni v valenčnem pasu prečkali prepovedani pas v prazen pas z višjo energijo in prisotnost elektronov v valenčnem pasu postane prevodni pas, pomanjkanje elektrona v valenčnem pasu pa tvori pozitivno nabito prazno mesto, imenovano luknja. Prevod luknje ni dejansko gibanje, ampak enakovrednost. Ko elektroni prevajajo elektriko, se luknje z enakim nabojem premikajo v svojo nasprotno smer. Proizvajajo usmerjeno gibanje pod delovanjem zunanjega električnega polja, da tvorijo makroskopske tokove, ki se imenujejo elektronska prevodnost oziroma luknjasta prevodnost. Ta hibridna prevodnost, ki nastane zaradi generiranja parov elektron-luknja, se imenuje intrinzična prevodnost. Elektroni v prevodnem pasu padejo v luknje, pari elektron-luknja pa izginejo, kar imenujemo rekombinacija. Energija, ki se sprosti med rekombinacijo, postane elektromagnetno sevanje (luminiscenca) ali toplotna energija nihanja (generacija toplote) kristalne mreže. Pri določeni temperaturi nastajanje in rekombinacija parov elektron-luknja obstajata sočasno in dosežeta dinamično ravnovesje, pri katerem ima polprevodnik določeno gostoto nosilca in s tem določeno upornost. Ko se temperatura poveča, se bo ustvarilo več parov elektron-luknja, gostota nosilca se bo povečala, upornost pa zmanjšala. Čisti polprevodniki brez mrežnih napak imajo veliko upornost in se v praksi ne uporabljajo veliko.

 

 

Uporabna polja

 

Polprevodniki se uporabljajo v integriranih vezjih, potrošniški elektroniki, komunikacijskih sistemih, fotonapetostni proizvodnji energije, aplikacijah za razsvetljavo, močnostni pretvorbi energije in na drugih področjih.

 

Fotovoltaične aplikacije

 

Foto generirani voltni učinek polprevodniških materialov je osnovni princip delovanja sončnih celic. Na tej stopnji je fotovoltaična uporaba polprevodniških materialov postala vroča tema in je trenutno najhitreje rastoči in najbolje razvit trg čiste energije na svetu. Glavni material sončnih celic so polprevodniški materiali, glavno merilo za presojo prednosti in slabosti sončnih celic pa je stopnja fotoelektrične pretvorbe, višja kot je stopnja fotoelektrične pretvorbe, večja je delovna učinkovitost sončne celice. Glede na uporabljeni polprevodniški material delimo sončne celice na sončne celice iz kristalnega silicija, tankoplastne celice in sestavljene celice III-V.

 

 

Aplikacije za razsvetljavo

 

LED je polprevodniška svetleča dioda, zgrajena na polprevodniškem tranzistorju, z uporabo tehnologije LED, polprevodniški svetlobni vir je majhen, lahko doseže planarno pakiranje, nizko toplotno vrednost pri delu, varčevanje z energijo in visoko učinkovitost, dolgo življenjsko dobo izdelka, hitro odzivno hitrost, in zeleno varstvo okolja brez onesnaževanja, lahko pa se razvije tudi v tanke in kratke izdelke, ko je prišel ven, se je hitro populariziral, postal nova generacija visokokakovostnega vira svetlobe, ki se pogosto uporablja v naših življenjih. Obstajajo aplikacije, kot so semaforji, osvetlitve za elektronske izdelke, viri svetlobe za urbano nočno urejanje okolice, notranja razsvetljava in druga področja.