Полупроводниковые соединения aivbvi и трз на их основе

Наиболее изучены сульфида и селенида свинца и олова: PbS, PbSe, PbTe; SnS, SnSe, SnTe.

Они с сороковых годов двадцатого века используются в качестве материалов инфракрасных датчиков. Основные характеристики:

Все три соединения кристаллизуются в кубической решетке NaCl с выраженной ионностью. Характеризуется нестехиометрией 10^-3 ат %. Избыток Pb дает электронную проводимость, избыток халькогена – дырочную. Зафиксирована сверхпроводимость при Т < 7,2К.

Примесь Na, Cu, Ag являются акцептором, а Bi – донором. Галогены дают электронную проводимость.

Есть трудности в получении A^IVB^VI с концентрацией носителей < 10²³м^-3 .

Особенностью халькогенидов свинца является аномальные значения температурных коэффициентов ширины запрещенной зоны, то есть с ростом температуры ∆Е увеличивается, а не уменьшается.

d∆E/dT = 3,3·10^-4 для PbS [эВ/К]

d∆E/dT = 4,0·10^-4 для PbSе [эВ/К]

d∆E/dT = 4,3·10^-4 для PbТе [эВ/К]

Далее - для PbSe ∆E < чем у PbTe.

Получают как правило гидрохимическим синтезом из водных сред, а также, например, PbTe вакуумным напылением.

PbS – лучший материал для фотоприемников ближней инфракрасной области (0,6-3,0мкм), а PbSe – для средней инфракрасной области – до 5,0 мкм. Фоторезисторы.

Правая граница спектральной чувствительности у халькогенидов свинца смещается с уменьшением температуры в длинноволновую область. Материал тепловых головок наведения – PbSe

A^IVB^VI – перспективы для лазеров инжекционного типа, термоэлементов, термоэлектрических генераторов.

Большой интерес представляют ТРЗ на основе A^IVB^IV . Cd_xPb_1-xS – разработчик и изготовитель кафедра физической и коллоидной химии УГТУ – УПИ. Плавное изменение области спектральной чувствительности с 0,3 до 3,0 мкм.

Pb_xSn_1-xTe – один из основных материалов оптоэлектроники, работающий в окне прозрачности 8-14 мкм.

Получают МК, эпитаксиальные пленки. Уникальный характер имеет изменение ∆Е в зависимости от состава. При содержании Sn 60 % при 300К или 40 % при 77К ∆Е проходит через «0» и далее имеет отрицательные значения.

ТРЗ с большим содержанием SnTe «р - типа». На основе Pb_xSn_1-xTe Разработаны инжекционные лазеры с максимальной длиной волны излучения 30 мкм.

Слабо изучены, но перспективны Pb_xHg_1-xSe – узкозонный полупроводник. Pb_xSn_1-xSe – обладает инверсией зон. ∆E для PbSe = 0,28 эВ; ∆E для SnSe = 0,6; ∆Е гидрохимически полученных ТРЗ = 0,10-0,12 эВ.

Pb_xSn_1-xS – не исследован

Получены, но слабо исследованы Pb_xHg_1-xS, PbxCu1-xS; PbxAg1-xS.