• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Domieszkowanie

    Przeczytaj także...
    Promień atomowy - umowna odległość najdalej położonych elektronów występujących w danym atomie od jądra tego atomu, ustalana teoretycznie dla atomów uczestniczących w hipotetycznych wiązaniach chemicznych.Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.
    Półprzewodniki − najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10 do 10 S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.
    Sposób wbudowywania się domieszki w sieć krystaliczną

    Domieszkowanie – wprowadzanie obcych jonów/atomów do sieci krystalicznej metalu, półprzewodnika lub materiału ceramicznego tworzących roztwory stałe. Domieszkowanie stosowane jest w celu modyfikacji wybranych właściwości materiału np.: optyczne, elektryczne, magnetyczne czy mechaniczne. Ilość wprowadzanej domieszki nie przekracza zazwyczaj kilku procent atomowych (kilka atomów domieszki na 100 atomów sieci macierzystej).

    Wartościowość – cecha pierwiastków chemicznych oraz jonów określająca liczbę wiązań chemicznych, którymi dany pierwiastek bądź jon może łączyć się z innymi.Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.

    Położenie domieszki[]

    Wprowadzana domieszka, w zależności od wielkości jonu/atomu, może wbudowywać się:

  • w pozycje węzłowe atomów (jon/atom domieszki ma porównywalny promień jonowy/promień atomowy z atomem sieci macierzystej – domieszkowanie substycyjne),
  • w pozycje międzywęzłowe (jon/atom domieszki ma promień jonowy/atomowy dużo mniejszy od promienia jonu/atomu sieci macierzystej – domieszkowanie międzywęzłowe).
  • W przypadku jonów/atomów o promieniu jonowych/atomowych dużo większym od promienia jonu/atomu sieci macierzystej, nie wbudowują się one do sieci krystalicznej materiału domieszkowanego – powstaje materiał wielofazowy a prawo Vegarda nie jest spełnione.

    Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego – kwantowomechaniczna teoria opisująca przewodnictwo elektryczne. W przeciwieństwie do teorii klasycznej punktem wyjścia w tej teorii jest statystyka Fermiego-Diraca i falowa natura elektronów. Najważniejszym pojęciem tej teorii jest pasmo energetyczne - jest to przedział energii, jaką mogą posiadać elektrony w przewodniku. Istnienie ciągłego widma energetycznego jest związane z oddziaływaniem na siebie poszczególnych atomów (jest to zbiór bardzo blisko położonych widm liniowych), natomiast występowanie obszarów zabronionych wynika z warunków nakładanych na periodyczność funkcji falowej elektronów.Roztwór stały – ciało stałe, które jest jednorodną pod względem fizycznym fazą krystaliczną, zawierającą dwa lub więcej składników, np. dwa lub więcej rodzajów jonów metali w sieci krystalicznej. Taką fazę nazywa się roztworem stałym, jeżeli po dodaniu substancji rozpuszczonych do dominującego składnika (rozpuszczalnika) typ struktury krystalicznej nie zmienia się, a parametry sieci zmieniają się stopniowo, wraz ze wzrostem stężenia substancji rozpuszczonych.
    Położenie pasma donorowego i akceptorowego w stosunku do pasma przewodnictwa i pasma walencyjnego

    Rodzaje domieszkowania[]

    W zależności od stosunku ilości elektronów walencyjnych domieszki do ilości elektronów walencyjnych podstawianego jonu/atomu rozróżnia się domieszkowanie:

    Przerwa energetyczna, (szerokość przerwy zabronionej) – zakres energii elektronów w ciele stałym, w którym elektrony są silnie rozpraszane na atomach. W efekcie nie ma w układzie elektronów o energii z tego zakresu. Istnienie i szerokość przerwy energetycznej oraz położenie względem niej energii Fermiego ma podstawowe znaczenie dla własności przewodzących substancji. Jeżeli energia Fermiego mieści się w przerwie energetycznej, to układ w odpowiednio niskiej temperaturze jest izolatorem. Własności układu w wyższych temperaturach zależą od szerokości przerwy i od położenia energii Fermiego.Sieć krystaliczna - w mineralogi i krystalografi jest to szczególne ułożenie atomów lub cząsteczek w ciele stałym. Sieć krystaliczna charakteryzuje się uporządkowaniem dalekiego zasięgu oraz symetrią. Najmniejszą, powtarzalną składową sieci krystalicznej jest komórka elementarna. Długości krawędzi komórki i kąty między nimi zawarte są określane mianem stałych sieci krystalicznej. Własności symetrii sieci krystalicznej zawierają się w grupach przestrzennych. Typ sieci krystalicznej w głównej mierze determinuje występowanie różnych własności (np. łupliwość, przeźroczystość).
  • donorowe – jony/atomy wprowadzanej domieszki charakteryzują się wyższą wartościowością niż jon/atom podstawiany; w ten sposób w paśmie energii wzbronionej powstaje pasmo donorowe położone poniżej dna pasma przewodnictwa;
  • akceptorowe – jony/atomy wprowadzanej domieszki charakteryzują się niższą wartościowością niż jon/atom podstawiany; w ten sposób w paśmie energii wzbronionej powstaje pasmo akceptorowe położone powyżej krawędzi pasma walencyjnego,
  • jonami o tej samej wartościowości.
  • Zobacz też[]

  • złącze p-n
  • Faza termodynamiczna – jednolita część układu fizycznego, oddzielona od innych powierzchniami międzyfazowymi, zwanymi granicami faz, na których zachodzi skokowa zmiana własności fizycznych lub chemicznych. Najprostszym przykładem zawsze odrębnych faz są jednorodne ciała będące w różnych stanach skupienia (np. woda i lód, woda i para wodna). I tak:Promień jonowy – promień Van der Waalsa jonu, czyli odległość najbardziej oddalonych elektronów od jądra atomu w przypadku jonów utworzonych z jednego atomu, lub też od geometrycznego centrum jonów złożonych z większej liczby atomów.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Domieszka - jon lub atom obcej substancji (pierwiastka albo związku chemicznego) wprowadzany do sieci krystalicznej ciała stałego w celu zmiany własności fizycznych bądź chemicznych w procesie zwanym domieszkowaniem.
    Metale – pierwiastki chemiczne charakteryzujące się obecnością w sieci krystalicznej elektronów swobodnych (niezwiązanych). W przeważającej większości wykazują one następujące własności:

    Reklama