ОКСИДНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ - ОКСИ́ДНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ́, бинарные химические соединения, один из компонентов которых металл, а другой - кислород. К этому классу полупроводниковых материалов относятся такие вещества, как Cu₂O, ZnO, CdO, NiO, Fe₂O₃, MnO, Mn₃O₄ и др.

Это соединения полярного типа с металлической и металлоидной компонентами, которые могут рассматриваться как ионные соединения. Полупроводниковыми свойствами обладают не все оксиды переходных металлов, а только те, в которых ион металла относится к элементам переходного ряда Периодической таблицы (Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti).

Кроме оксидных полупроводников применяют и более сложные оксидные соединения (ZnFeO₄, MnCr₂O₄), электропроводность которых можно подбирать, изменяя процентное соотношение компонентов.

Электропроводность оксидных полупроводников обусловлена наличием у ионов одного и того же металла не менее двух разновалентных состояний и связана с обменом электронами между этими ионами. Величина удельного сопротивления оксидных полупроводников лежит в пределах от 10⁵ до 10⁹ Ом^.м. Присутствие примесей существенно влияет на электрические свойства.

Оксидные полупроводниковые материалы находят достаточно широкое применение. Основными материалами, используемыми при изготовлении сенсоров, являются полупроводниковые оксиды металлов (SnO₂, WO₃, ZnO, TiO₂ и т. п). Поликристаллические полупроводники, такие как SnO₂, ZnO, In₂O₃, широко используются в качестве активных элементов газовых сенсоров. Улучшение сенсорных свойств оксидных полупроводников: чувствительности, селективности и стабильности достигается путем их легирования различными металлами или оксидами металлов, или нанесением на их поверхность частиц благородных металлов. По аналогии с полевым транзистором металлические наночастицы играют роль затвора, управление которым происходит за счет адсорбции на нем анализируемых газов. Например, методом магнетронного распыления металла с последующим окислением изготавливают тонкие поликристаллические пленки SnO₂, поверхностно легированные платиной. Поверхностное легирование платиной методом лазерной абляции существенно улучшает чувствительность по отношению к водороду и перспективно для создания высокочувствительных газовых сенсоров резистивного типа.

Технология получения оксидных полупроводниковых материалов относительно проста. Обычно эти материалы используют в виде поликристаллов, или изготавливают в виде спеченных материалов по керамической технологии.

Практическое применение получили смеси оксидов, на основе которых изготавливают терморезисторы, варисторы, выпрямители и другие приборы. Например, закись меди Cu₂O используется для изготовления купроксных выпрямителей. Закись меди - типичный полупроводниковый материал с удельным сопротивлением от 10 до 10⁷ Ом.м, величина которого зависит от термообработки. Имеет дырочный тип проводимости за счет избытка кислорода относительно стехиометрического состава. Для получения электронного типа проводимости используют диффузию меди.

Оксид цинка ZnO применяется в радиоэлектронике для изготовления самоактивированного люминофора ZnO:Zn, имеющего сине-зеленый цвет свечения. На основе порошкообразного оксида цинка получают комплексные соединения, используемые для изготовления варисторов и т. д.

Составить слова из слова оксидные полупроводники

АМОРФНЫЕ И СТЕКЛООБРАЗНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ - АМО́РФНЫЕ И СТЕКЛООБРА́ЗНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКО́ВЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ, аморфные и стеклообразные вещества, проявляющие полупроводниковые (см. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ) свойства. Характеризуются наличием ближнего порядка (см. ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК) и отсутствием дальнего порядка. Для стеклообразного полупроводникового материала, который можно рассматривать как особый вид аморфного вещества, характерным является наличие пространственной решетки (см. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РЕШЕТКА), в которой кроме ковалентно связанных атомов имеются полярные группировки ионов. В таких материалах связь между группами атомов и ионов осуществляется за счет короткодействующих ковалентных ван-дер-ваальсовых сил (см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ). Неорганические стеклообразные полупроводники обладают электронной проводимостью. В отличие от кристаллических полупроводников у стеклообразных полупроводников отсутствует примесная проводимость. Примеси в стеклообразных полупроводниках влияют на отклонение от стехиометрии (см. СТЕХИОМЕТРИЯ), и тем самым изменяют их электрофизические свойства. Эти полупроводники окрашены и непрозрачны в толстых слоях. Стеклообразные полупроводниковые материалы характеризуются разориентированностью структуры и ненасыщенными химическими связями.

Аморфные и стеклообразные полупроводники по составу и структуре подразделяются на оксидные, халькогенидные, органические, тетраэдрические.

Оксидные кислородсодержащие стекла получают сплавлением оксидов металлов с переменной валентностью, например, V₂O₅-P₂O₅-ZnO. Оксиды металлов, образующие эти стекла, имеют одновременно не менее двух разновалентных состояний одного и того же элемента, что и обусловливает их электронную проводимость. Бескислородные халькогенидные стекла получают путем сплавления халькогенов (S, Se, Te) с элементами III, IV, V групп периодической системы. Халькогенидные стеклообразные полупроводники получают в основном либо охлаждением расплава, либо испарением в вакууме. Типичные представители -сульфид и селенид мышьяка. К ним относятся также двух- и многокомпонентные стеклообразные сплавы халькогенидов (сульфидов, селенидов и теллуридов) различных металлов (например, Ge-S, Ge- Se, As- S, As- Se, Ge- S P, Ge-As- Se, As-S-Se, As-Ge-Se-Те, As-Sb-S-Se, Ge-S-Se, Ge-Pb-S). Халькогенидные стекла обладают высокой прозрачностью в ИК-области спектра от 1 до 18 мкм. Аморфные пленки сложных халькогенидных соединений обладают большими возможностями вариации их физико-химических свойств.

Аморфные пленки Si, Ge, GaAs и других полупроводниковых веществ по своим свойствам не представляют практического интереса. Отсутствие в этих полупроводниках дальнего порядка и наличие большого количества дефектов типа микропор приводит к наличию у многих атомов ненасыщенных болтающихся связей. Следствием этого является высокая плотность локализованных состояний (10²⁰см^-3) в запрещенной зоне. В связи со спецификой процесса электропроводности в аморфных полупроводниках управлять электрическими свойствами таких материалов практически невозможно.

Введение водорода в аморфные пленки кремния существенным способом изменяет его электрофизические свойства. Растворяясь в аморфном кремнии, водород замыкает на себе болтающиеся связи (насыщает их), в результат в таком «гидрированном» материале, названном Si:H, резко снижается плотность состояний в запрещенной зоне (до 10¹⁶-10¹⁷см-³). Такой материал можно легировать традиционными донорными (P, As) и акцепторными (В) примесями, придавая ему электронный или дырочный тип проводимости, создавать в нем p-n-переходы (см. ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД). На основе кремния синтезирован ряд гидрированных аморфных полупроводников, обладающих интересными электрическими и оптическими свойствами Si_1-xC_x:H, Si_1-xGe_x:H, Si_1-xN_x:H, Si_1-xSn_x:H.

Практическое применение аморфных и стеклообразных полупроводников разнообразно. Аморфный кремний выступил в качестве более дешевой альтернативы монокристаллическому, например, при изготовлении на его основе солнечных элементов. Оптическое поглощение аморфного кремния в 20 раз выше, чем кристаллического. Поэтому для существенного поглощения видимого света достаточно пленки -Si:Н толщиной 0,5-1,0 мкм вместо дорогостоящих кремниевых 300-мкм подложек. По сравнению с поликристаллическими кремниевыми элементами изделия на основе -Si:Н производят при более низких температурах (300 °С). Гидрированный кремний является прекрасным материалом для создания светочувствительных элементов в ксерографии, датчиков первичного изображения (сенсоров), мишеней видеконов для передающих телевизионных трубок. Оптические датчики из гидрированного аморфного кремния используются для записи в памяти видеоинформации, для целей дефектоскопии в текстильной и металлургической промышленности, в устройствах автоматической экспозиции и регулирования яркости. Стеклообразные полупроводники являются фотопроводящими полуизоляторами и используются в электрофотографии, системах записи информации и ряде других областей. Благодаря прозрачности в длинноволновой области спектра халькогенидные стеклообразные полупроводники применяются в оптическом приборостроении и т. д.

Составить слова из слова аморфные и стеклообразные полупроводниковые материалы