Номер 1267, страница 287 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

1267. Какой проводимостью будет обладать кремний при введении в него небольшого количества:

а) фосфора;

б) индия;

в) сурьмы?

Тип проводимости кремния при введении примесей определяется валентностью этих примесей по отношению к валентности самого кремния. Кремний (Si) является элементом IV группы, то есть он четырехвалентен. Его атомы в кристаллической решетке образуют ковалентные связи с четырьмя соседними атомами.

а) фосфора

Фосфор (P) — элемент V группы, он пятивалентен. Когда атом фосфора замещает атом кремния в кристаллической решетке, четыре из его пяти валентных электронов образуют ковалентные связи с соседними атомами кремния. Пятый электрон оказывается слабо связанным с ядром и легко становится свободным, переходя в зону проводимости. Таким образом, фосфор является донорной примесью, а в кремнии появляются избыточные свободные электроны. Основными носителями заряда становятся электроны.

Ответ: кремний будет обладать электронной проводимостью (n-типа).

б) индия

Индий (In) — элемент III группы, он трехвалентен. Когда атом индия замещает атом кремния, он может образовать только три ковалентные связи с соседними атомами. Для образования четвертой связи не хватает одного электрона. Это вакантное место для электрона называется «дыркой». Дырка может быть заполнена электроном от соседнего атома кремния, при этом она переместится на его место. Дырка ведет себя как положительный заряд. Индий является акцепторной примесью, и в кремнии появляются избыточные дырки. Основными носителями заряда становятся дырки.

Ответ: кремний будет обладать дырочной проводимостью (p-типа).

в) сурьмы

Сурьма (Sb) — элемент V группы, она пятивалентна, как и фосфор. Аналогично случаю с фосфором, атом сурьмы, замещая атом кремния, отдает один свой валентный электрон, который становится свободным носителем заряда. Сурьма является донорной примесью, создавая в кремнии избыточную концентрацию электронов.

Ответ: кремний будет обладать электронной проводимостью (n-типа).