Вопрос школьника
Ничтожно малые количества примесей, добавленных к полупроводнику, могут резко изменить его электропроводность. Почему даже во много раз большие количества примесей не оказывают заметного влияния на электропроводность металлов?
Ответ от учителя
Полупроводники и металлы имеют различную структуру и свойства, что объясняет различное влияние примесей на их электропроводность.
Полупроводники имеют запрещенную зону между валентной зоной и зоной проводимости, которая может быть преодолена при наличии энергии. Добавление примесей в полупроводник может изменить энергетический уровень запрещенной зоны, что приводит к изменению электропроводности. Например, добавление примесей с большим количеством электронов (доноров) может увеличить количество свободных электронов в полупроводнике, что повышает его электропроводность. С другой стороны, добавление примесей с меньшим количеством электронов (акцепторов) может уменьшить количество свободных электронов, что снижает электропроводность.
Металлы, в отличие от полупроводников, имеют заполненную зону проводимости, что означает наличие большого количества свободных электронов. Добавление примесей в металл не изменяет количество свободных электронов, так как они уже находятся в зоне проводимости. Вместо этого, примеси могут влиять на механизмы рассеяния электронов, что может изменить электропроводность металла. Однако, для того чтобы заметно изменить электропроводность металла, необходимо добавить значительное количество примесей, что не всегда возможно или экономически целесообразно.
Таким образом, различия в структуре и свойствах полупроводников и металлов объясняют различное влияние примесей на их электропроводность.
