Переключения валентных конфигураций у атомов полупроводников.
Главной причиной того, что по электропроводности полупроводники занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками, считается аналогичный расклад ширин запрещённых зон: якобы, у металлов ширина запрещённой зоны нулевая, у диэлектриков она более 3 эВ, а у полупроводников – от нуля до 3 эВ. Ранее мы уже говорили о нелепости зонной теории твёрдого тела [15], в которой игнорируется даже такое структуро-определяющее свойство, как количество валентных электронов в тех или иных атомах. Мы же полагаем, что это свойство во многом определяет, является ли материал металлом, диэлектриком, или полупроводником.
Как мы излагали ранее, ярко выраженные металлы имеют минимальное количество валентных электронов в атоме, 1-2 – структура из таких атомов является динамической: каждый атом связывается с соседями поочерёдно, благодаря циклическим переключениям его направленных валентностей [21]. Наоборот, ярко выраженные твёрдые диэлектрики имеют 4-6 валентных электронов в атоме – структура из таких атомов является статической, благодаря стационарным химическим связям [15]. Между этими двумя предельными режимами формирования химических связей должен быть промежуточный режим, при котором химические связи атома являются не вполне стационарными – а именно, когда из внешних электронов, способных образовывать химические связи, всего один является, на текущий момент, невалентным, и этот статус невалентности циклически переключается. Та атомарная связка «протон-электрон», которая при очередном таком переключении становится временно невалентной, утрачивает на это время способность поддерживать химическую связь – а при следующем переключении, когда эта связка вновь становится валентной, химическая связь может самовосстановиться. Такой режим, при котором химические связи атома с соседями поочерёдно принудительно разваливаются, характерен, на наш взгляд, именно для полупроводников – их электрические и электрооптические свойства можно рассматривать как следствия этого принудительного поочерёдного развала химических связей.
Действительно, прежде всего объясняется механизм чисто электронной проводимости полупроводников, независимо от их принадлежности к n - или p -типу. Любой монообразец, без p - n -переходов, при включении его в замкнутую цепь с источником постоянного напряжения, проводит электрический ток – причём, одинаково в обе стороны. Как мы излагали ранее [15], разрывы химических связей в образце открывают дорогу для посторонних свободных электронов, обеспечивающих электронную проводимость. Когда в химической связи одна из связок «протон-электрон» становится временно невалентной, вторая из них оказывается в состоянии свободной валентности – причём, с энергией возбуждения, т.е. с колебаниями зарядового разбаланса. Поэтому посторонний свободный электрон, вошедший в образец со стороны катода, недолго останется свободным: он притянется к ближайшей свободной валентной связке «протон-электрон», у которой электрон находится в тепловом небытии, а протон находится в тепловом бытии [6], и будет велика вероятность того, что этот электрон включится в состав этой валентной связки – с освобождением электрона, бывшего в её составе прежде. Освобождённый электрон сможет немного продвинуться к аноду и, в свою очередь, включиться в состав следующего атома, освободив его электрон, и так далее. Продвижение лишних электронов к аноду будет результатом «ротации кадров» между свободными и связанными электронами – аналогично тому, как это происходит, на наш взгляд, в металлах [21], в графите [24], и в твёрдых диэлектриках при их электрическом пробое [15].
Особо подчеркнём, что такой механизм электронной проводимости должен иметь место и в образце p -типа – вопреки представлениям о «дырочной» проводимости такого образца. В любом поперечном сечении замкнутой цепи величина постоянного тока одинакова – а, поскольку в металлических подводящих проводах ток имеет чисто электронный характер, то и в образце p -типа постоянный ток должен быть обусловлен исключительно движением электронов.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 146; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!