Степень ионности связи – основы материаловедения

May 8, 2013 by admin Комментировать »

Очевидно, что химическая связь в полупроводниковых соединениях является полярной ковалентной связью (ковалентно-ионной). Рассмотрим теперь вопрос о распределении электронной плотности между компонентами соединения.

При «чистой ковалентной» связи электронная плотность распределена совершенно симметрично между одинаковыми атомами, и ее центр симметрии располагается в середине межатомного расстояния. В «чисто ионных» соединениях распределение электронной плотности таково, что она в основном сосредоточена вокруг каждого иона и обладает (приближенно) сферической симметрией. В случае же промежуточной, ковалентно-ионной связи, логично предположить, что центр симметрии электронного облака смещен от середины межатомного расстояния к одному из соседних атомов. Величина этого смещения определяет степень ионности связи δ. Очевидно, что степень ионности связи должна быть пропорциональна разности электроотрицательностей.

Таблица 2.4. Разность электроотрицательностей, степень ионности связи и структура бинарных соединений AN B8−N  [20].

Соединение

X

δ

Стр. типа

Соединение

X

δ

Стр. тип

SiC

0.7

0.21

сф.

InSb

0.3

0.09

сф.

InAs

0.3

0.09

сф.

InP

0.4

0.12

сф.

GaSb

0.2

0.06

сф.

GaAs

0.4

0.12

сф.

GaP

0.5

0.15

сф.

AlAs

0.5

0.15

сф.

AlP

0.6

0.18

сф.

HgTe

0.2

0.06

сф.

HgSe

0.5

0.15

сф.

HgS

0.6

0.18

сф.

CdTe

0.4

0.12

сф.

CdSe

0.7

0.21

сф., в.

CdS

0.8

0.24

сф., в.

ZnTe

0.5

0.15

сф.

ZnSe

0.8

0.24

в., сф.

ZnS

0.9

0.27

сф., в.

AgI

0.6

0.18

сф., в.

AgBr

0.9

0.27

NaCl

CuCl

1.1

0.33

сф., в.

CuBr

0.9

0.27

сф., в.

ZnO

1.9

0.57

в.

BeO

2.0

0.60

в.

MgO

2.3

0.69

NaCl

NaCl

2.1

0.63

NaCl

LiF

3.0

0.90

NaCl

CsF

3.3

1.0

NaCl

а Для обозначения структурных типов использованы следующие обозначения: сф. — сфалерит, в. — вюртцит, NaCl — структура каменной соли.

Найдем степень ионности связи бинарных соединений ANB8−N, где N — номер группы элемента A. Если предположить, что степень ионности связи δ линейно связана с разностью электроотрицательностей

компонент ∆XAB , то для соединений ANB8−N  ее можно рассчитать по

формуле δ = (∆XAB /∆XCsF )δCsF , где ∆XCsF — разность электроотрицательностей CsF, степень ионности связи которого принимается за 1. Результаты расчетов представлены в табл. 2.4. Из нее следует, что соединения AIVBIV, AIIIBV и AIIBVI, а также часть соединений AIBVII имеют степень ионности связи менее 0.3 при разности электроотрицательностей менее 1. Вся эта многочисленная группа отделена значительным промежутком от небольшой группы соединений AIBVII, у которых δ больше 0.5, а ∆X > 1. К этой группе относятся соединения AIBVII — CsF, LiF, NaCl, KCl и т. д.

Выделенная многочисленная группа соединений проявляет полупроводниковые свойства. Межатомная связь в этих соединениях представляет собой комбинацию ковалентного и ионного типов связи с преимуществом ковалентного. Соединения этой группы кристаллизуются в структуры типа сфалерита или вюртцита, в которых Zк = 4. Ко второй, небольшой, группе относятся соединения с преимущественно ионным типом

химической связи и кристаллической структурой типа NaCl (Zк = 6). Это — диэлектрики.

Источник: И. А. Случинская, Основы материаловедения и технологии полупроводников, Москва — 2002

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты