半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强。实际上,半导体与导体、绝缘体的区别在不仅在于导电能力的不同,更重要的是半导体具有独特的性能(特性)。
在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质,半导体的导电性能就会成百万倍的增加—-这是半导体最显著、最突出的特性。
硅原子的核外电子第一层有2个电子,第二层有8个电子,达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子,它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。
纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,几乎是不导电的。但若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米。因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件。
以上元素中,除了硅外都不具有这种性质,所以都不能作为半导体的材料。
半导体因掺杂不同使得导电原理不同,半导体的导电是通过掺杂实现的。如Si 是目前集成电路中常用的材料,最外层电子是4个。
1、通过掺杂B(最外层3个电子),可以形成受主能级,让价带产生大量空穴,从而实现导电,这是第一种:P型半导体。根据电中性原理(Nd ≈ n ,其中Nd为受主能级的电离杂质浓度)。
2、通过掺杂P(最外层4个电子),可以形成施主能级,让导带产生大量电子,从而实现导电,这是第二种:N型半导体。根据电中性原理(Na ≈ p ,其中Na为施主能级的电离杂质浓度)。
3、不掺杂,既为本征半导体,自由移动的电子与空穴成对出现ni^2=n * p ; n = p,所以n、p的量均较小。所以本征半导体不导电或者说电导率很低。
由A~I在元素周期表中的位置可知:A是H、B是He、C是C、D是N、E是O、F是F、G是Na、H是Al、I是Si、J为Cl, (1)以上10种元素中,可用于半导体材料的为Si,其核外电子总数为14,位于周期表中第3周期ⅣA族, 故答案为:Si;第3周期ⅣA族; (2)A为H、G为Na,二者与O元素都能形成两种化合物:Na 2 O、Na 2 O 2 、H 2 O、H 2 O 2 ,其中含有离子键属于离子化合物的是Na 2 O、Na 2 O 2 ,属于共价化合物的是H 2 O、H 2 O 2 ;这四种化合物中含有非极性键的化合物是H 2 O 2 、Na 2 O 2 , 故答案为:Na 2 O、Na 2 O 2 ; H 2 O、H 2 O 2 ;H 2 O 2 、Na 2 O 2 ; (3)以上元素中,金属性正确的为Na,则最高价氧化物对应水化物的碱性最强的为NaOH;Al(OH) 3 为两性氢氧化物,既能够与酸反应,用与强碱溶液反应, 故答案为:NaOH; Al(OH) 3 ; (4)只含有A、C两种元素的化合物称做烃,烃类化合物中相对分子质量最小的是甲烷,甲烷分子的空间构型是正四面体, 故答案为:烃;甲烷;正四面体; (5)Al原子的核电荷数、核外电子总数都是13,其原子结构示意图为: ; 元素H与元素J组成的化合物为氯化铝,氯化铝的水溶液中加入少量烧碱溶液反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:Al 3+ +3OH - =Al(OH) 3 ↓, 故答案为: ;Al 3+ +3OH - =Al(OH) 3 ↓; (6)A、D、J分别为H、N、Cl,三者都是非金属元素,它们组成的离子化合物中一定含有铵根离子,则该化合物为:NH 4 Cl, 故答案为:NH 4 Cl.欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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