Тема 11. Полупроводниковые материалы и технология их получения

Свойства наиболее распространенных в практике полупроводнико­вых материалов. Полупроводниковые соединения типа А^IIВ^VI. Полупро­водниковые соединения типа А^IIIВ^V А В. Оксидные полупроводники и халькогениды свинца. Технология получения полупроводниковых материалов.

Рекомендуемая литература: [1, с. 80-94]. [2, с. 251-267].

Методические указания

Необходимо усвоить основные свойства и область применения простых полупроводников (германий, кремний, селен, теллур), полу­проводниковых соединений (типа А^IIВ^VI, А^IIIВ^V) и оксидных полупро­водников (оксиды металлов). Изучить метод выращивания монокри­сталлов из расплава (метод Чохральского). Метод Бриджмена-Стокбаргера. Метод зонной перекристаллизации. Усвоить метод выращивания из газообразной фазы и метод взаимодействия исходных ком­понентов, метод сублимации.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Приведите примеры полупроводниковых соединений типа А^IIВ^VI и опишите их свойства, область применения.

2. Приведите примеры полупроводниковых соединений типа А^IIIВ^V и опишите их свойства, область применения.

3. Приведите примеры оксидных полупроводников и опишите их свойства, область применения.

4. Приведите примеры простых полупроводников и опишите их свойства, область применения.

5. Опишите метод зонной перекристаллизации.

6. Опишите метод Чохральского.

7. Опишите метод Бриджмена-Стокбаргера.

Тема 12. Физические процессы в диэлектриках

Основные понятия и общие представления о диэлектрических ма­териалах. Удельное объемное и поверхностное сопротивления. Ток сквозной, смещения и абсобции. Электропроводность газов, жидкостей и твердых диэлектриков. Общие положения поляризации диэлектриков. Основные виды поляризации. Зависимость поляризации от внешних факторов. Общие понятия диэлектрических потерь. Виды диэлектриче­ских потерь. Диэлектрические потери в газах, жидкостях, твердых ди­электриках. Основные понятия о пробое диэлектриков. Пробой газов, жидких и твердых диэлектриков.

Рекомендуемая литература: [1. с. 97-168]. [2, с. 16-73].

Методические указания

Необходимо усвоить основные свойства и характеристики диэлек­трических материалов. Усвоить закономерности изменения тока, проте­кающего через диэлектрик. Изучить механизмы электропроводности га­зообразных, жидких и твердых диэлектриков. Изучить температурные зависимости изменения электропроводности диэлектриков различного агрегатного состояния. Усвоить влияние увлажнения на величину элек­тропроводности. Усвоить основные характеристики, описывающие яв­ление поляризации в диэлектриках. Усвоить основные виды поляриза­ции и изучить механизмы их возникновения. Изучить зависимость по­ляризации от внешних факторов для основных видов диэлектриков. Ус­воить основные характеристики, описывающие диэлектрические поте­ри. Усвоить основные виды диэлектрических потерь и изучить механизмы их возникновения. Изучить диэлектрические потери в газообраз­ных, жидких и твердых диэлектриках зависимости их изменения от внешних факторов. Усвоить основные определения, описывающие про­бой диэлектриков. Изучить пробой в газах, жидкостях, твердых диэлек­триках и механизмы их развития.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Какими электрофизическими характеристиками описывается поведение диэлектриков в электрическом поле?

2. Какие вещества относятся к полярным, а какие к неполярным диэлектрикам?

3. Что называется собственным, а что индуцированным электри­ческим моментом?

4. Описать процесс электронной поляризации в диэлектриках.

5. Описать процесс ионной поляризации в диэлектриках.

6. Описать процесс дипольно-релаксационной поляризации в ди­электриках.

7. Описать процесс ионно-релаксационной поляризации в диэлек­триках.

8. Описать процесс миграционной поляризации в диэлектриках.

9. Описать процесс спонтанной поляризации в диэлектриках.

10. Как определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика, представляющего собой физическую смесь различных ингредиентов?

11. Перечислите быстрые и медленные виды поляризации. Чем они отличаются?

12. В каких диэлектриках наблюдаются быстрые, а в каких - релак­сационные виды поляризации?

13. Назвать основные типы носителей заряда и механизм электро­проводности в газообразных, жидких и твёрдых диэлектриках.

14. Почему при измерении величины тока, протекающего через ди­электрик, необходимо проводить измерения через некоторое время по­сле подачи напряжения?

15. Дайте определение удельному объёмному и удельному поверх­ностному сопротивлению. В каких единицах измеряются эти величины?

16. Описать вольт-амперную характеристику газов.

17. Описать характер изменения тока в диэлектрике при подаче на него неизменяющегося во времени напряжения.

18. Описать характер изменения электропроводности диэлектрика при изменении температуры.

19. Описать характер изменения электропроводности увлажненных диэлектриков при изменении температуры.

20. Описать виды диэлектрических потерь.

21. Описать характер изменения tgδ неполярного диэлектрика при изменении температуры.

22. Описать характер изменения tgδ неполярного диэлектрика при изменении частоты приложенного электрического поля.

23. Описать характер изменения tgδ полярного диэлектрика при изменении температуры.

24. Описать характер изменения tgδ полярного диэлектрика при изменении частоты приложенного электрического поля.

25. Описать характер изменения tgδ пористого диэлектрика при из­менении напряженности электрического поля.

26. Какие существуют виды пробоя диэлектриков?

27. Описать лавинный пробой в газах.

28. Описать лавинно-стриммерный пробой в газах.

29. Описать механизм пробоя увлажненных жидких диэлектриков.

30. Описать механизм пробоя жидких диэлектриков, загрязненных твердыми примесями.

31. Как влияет полярность в системе электродов «игла-плоскость» на величину пробивного напряжения газоразрядного промежутка?

32. Описать закон Пашена.

33. Описать электрический пробой твердых диэлектриков.

34. Описать электротепловой пробой диэлектриков.

35. Описать ионизационный пробой диэлектриков.