Полупроводники. Классификация полупроводниковых материалов

Общее определение полупроводников отсутствует из-за разнообразия свойств и материалов. Ранее существовало определение полупроводников как веществ, удельная электропроводность которых имеет промежуточное значение между металлами и диэлектриками. Но оно не является строгим. Известны так называемые вырожденные полупроводники, удельная электропроводность которых примерно равна удельной электропроводности металлов, а также известны соединения, которые относят к полупроводникам, имеющие удельную электропроводность примерно как у диэлектриков (ZnS). По-видимому, более правильным является определение полупроводников как веществ, способных сильно изменять свои свойства под влиянием слабых внешних воздействий температуры, давления, света, электрических и магнитных полей и др. Класс полупроводников обширен, полупроводниковыми свойствами обладают 12 элементов, находящихся в середине периодической системы (Ge, Si, Se и т. д.). По мнению академика Иоффе, полупроводники - это практически весь окружающий нас мир. Полупроводниковыми свойствами обладают и многие органические вещества (антрацен, полиакрилнитрия, индиго и др.).

В электронной технике самое большое применение нашли неорганические полупроводники. Они могут быть кристаллические и аморфные (стеклообразные), твердые и жидкие, магнитные и немагнитные, простыми по составу и сложными. Одной из особенностей полупроводников, позволяющей отличать их от металлов, является отрицательный температурный коэффициент удельного сопротивления. Фарадей, открыв это в 1833 г. на Ag₂S, фактически открыл этот класс материалов. Кроме того, в отличии от металлов примесь в полупроводниках может по разному отражаться на их проводимости (у металлов примеси увеличивают удельную электропроводность).

В настоящее время ни один класс материалов не влияет так на развитие многих отраслей техники, как полупроводники. В то же время массовое применение находят только несколько полупроводниковых материалов Si, Ge, соединения A^IIIB^V, A^IVB^VI, твердые растворы КРТ и СОТ. Классификация полупроводников по составу и свойствам можно представить в таком виде: