Жидкие полупроводники. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Жидкие полупроводники - расплавы с электронным механизмом электропроводности а, у к-рых s<10⁵См.м^-1 при комнатной температуре и растёт при повышении температуры. Расплавы с s/5 .10⁵ См.м^-1 относят к жидким металлам, с s= (1-5).10⁵См.м^-1 - к жидким полуметаллам, s<10⁸ См.м^-1- к жидким диэлектрикам. Граница между этими группами веществ условна. Однако появление полупроводниковых свойств связано с перестройкой электронного спектра и образованием в нём области с низкой плотностью состояний, в к-рой электронные состояния локализованы (см. ниже). Ж. п. открыты А. Ф. Иоффе и А. Р. Регелем в нач. 50-х гг. В отличие от электролитов (s<10²См.м^-1), в них проводимость является не ионной, а электронной. В этой связи Ж. п. наряду с жидкими металлами наз. электронными расплавами. Ж. п. из-за отсутствия дальнего порядка относятся к числу неупорядоченных систем. В них доминирует ковалентная связь. Поэтому пространств. распределение потенциала (потенц. рельеф) для электрона формируется гл. обр. локальной конфигурацией атомов, т. е. определяется ближним порядком и не является периодическим. Высокая проводимость мн. Ж. п. обусловлена тем, что хаотич. компонента потенциала невелика. Ж. к. образуются при плавлении кристаллич. ковалентных полупроводников, если сохраняются ковалентные межатомные связи (Se, соединения типов А₂^IВ^VI, A^IIB^VI, A^IIIB^VI, A₂^IIIB₃^VI, A^IVB^IV, A₂^VB₃^VI и др.). В этом случае плавление сопровождается уменьшением, либо незначит. ростом электропроводности и уменьшением плотности. Однако в ряде случаев в процессе плавления твёрдого полупроводника происходит разрушение ковалентных связей, изменение ближнего порядка и резкое увеличение концентрации электронов проводимости, приводящее к переходу в металлич. состояние (Ge, Si, соединения типов A^IIB^V, A^IIIB^V, A₂^IIB^IV и др.). В этом случае электропроводность резко (1-3 порядка) возрастает при одноврем. увеличении плотности и координац. числа. Резкое увеличение концентрации электронов проводимости обусловливает аномально высокое значение энтропии плавления. Температурная зависимость электропроводности Ж. п. в широком интервале температур описывается выражением:

где s₀ - медленно изменяющаяся функция Т; DE - практически постоянная энергия активации проводимости. Роль запрещённой зоны, обусловливающей активац. характер проводимости, играет область энергии вблизи минимума плотности состояний в энергетич. спектре электронов. При достаточно глубоком минимуме в его окрестности формируется зона почти локализованных состояний с малой подвижностью (псевдощель). Ж. п. имеют высокие значения термоэдс ,к-рая уменьшается с температурой. При этом постоянная Холла, как правило, отрицательна (см. Холла эффект ).Ж. п. в основном мало чувствительны к примесям и практически нечувствительны к радиац. воздействиям. Однако в ряде случаев (TI₂B^VI и др.) наблюдается заметное влияние отклонений от стехиометрии и нек-рых примесей на электрич. свойства, что позволяет говорить о возможности их легирования. Вязкость Ж. п. уменьшается при повышении температуры, особенно вблизи Т_пл. В нек-рых Ж. п. (Se, Sb₂S₃ и др.) обнаружен т. н. эффект переключения - появление отрицательного дифференциального сопротивления в сильных электрич. полях и возникновение релаксац. колебаний, управляемых параметрами цепи. Ж. п. перспективны как термоэлектрич. и радиотехнич. материалы. Ряд Ж. п. (халькогениды Сu и особенно сплавы Cu₂S-Cu₂Te) отличается повышенными значениями дифференц. термоэдс, что при высоких темп-pax (>1500 К) делает их перспективными как материалы гетерофазных термоэлементов. Кроме того, они могут использоваться для радиационно стойких высокотемпературных термисторов и переключателей.

Литература по жидким полупроводникам

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.