Понятие о сложных полупроводниках. 
Бинарные полупроводники

Кроме обсуждавшихся выше элементарных полупроводников — простых веществ элементов 14-й группы периодической таблицы Si и Ge, свойствами иолупроводимости обладают и некоторые химические соединения, в частности некоторые оксиды, сульфиды и бинарные химические соединения вида А" В'". Здесь пит — номера групп периодической таблицы, подчиняющиеся правилу п + т = 8.

Физический смысл этого правила в том, что при выполнении этого условия суммарное количество валентных электронов атомов, А и В составляет 8, и они способны кристаллизоваться с образованием кристаллических решеток с четырьмя а-связями тина алмаза или сфалерита, которые наиболее часто обнаруживаются у полупроводниковых материалов. В литературе эти соединения обычно обозначаются с использованием нумерации групп в короткопериодическом варианте периодической таблицы и выглядят так: А^1ХВ^1У, А^ШВ^У, А^ИВ^Х1 и т. д. Примерами подобных соединений являются карбид кремния (тип А^1УВ^1У), фосфид галлия ваР (тип А^ШВ^У), сульфид цинка ZnS (тип А^ПВ^У1). Идеальные кристаллы этих соединений должны вести себя подобно идеальным кристаллам кремния и германия и обладать строго сбалансированной электронно-дырочной проводимостью.

Реальные кристаллы всегда имеют определенную область гомогенности при своем образовании и реальный состав, отличающийся от стехиометрического. Например, реальный состав сульфида цинка 2п8_1±г, и в зависимости от величины х меняются электрофизические свойства п- или /7-полупроводника (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Зависимость удельного электрического сопротивления от состава ZnS.

Пниктогениды — весьма перспективные полупроводниковые материалы. С фосфором, мышьяком и сурьмой индий образует по одному стехиометрическому соединению (нестехиометрических не образуется вовсе) — 1пР, 1пАб и 1п5Ь. Все они кристаллизуются в кубической сингонии (типа сфалерита). Известен и нитрид индия 1п>1, но пока он находит весьма ограниченное применение.

Фосфид индия можно назвать одним из важнейших полупроводниковых материалов. Основные сферы использования фосфида индия — СВЧ-техника и оптоэлектроника. На основе фосфида индия изготавливают полевые транзисторы, электронные осцилляторы и усилители, его оценивают как один из наиболее перспективных материалов для создания быстродействующих интегральных схем малой энергоемкости. Кроме того, в связи с быстрым развитием волоконно-оптических линий связи резко возросло использование фосфида индия в качестве подложки для твердых растворов? п-Са-Аэ-Р, применяемых для создания эффективных излучателей и приемников электромагнитного излучения для спектральной области, соответствующей прозрачности световодов из кварцевых стекловолокон. Фосфид индия — перспективный материал для превращения солнечной энергии в электрическую.

Большая группа сложных полупроводников используется в технике как термоэлектрические материалы для создания полупроводниковых преобразователей тепла. Эти материалы позволяют решать как задачи получения электроэнергии за счет тепла окружающей среды, так и создания холодильников, основанных на эффекте Пельтье (способность поглощать тепло из окружающей среды при пропускании тока через определенным образом сконструированный р-и-контакт). Кроме соединений висмута в этих целях используются полупроводники на основе теллуридов свинца, сурьмы, цезия и некоторые другие. Очень важным для технического использования некоторых сложных полупроводников является высокая чувствительность их электрофизических свойств к воздействию электромагнитного излучения оптического и ИК-диапазонов.

Важное значение в ближайшие годы приобретет производство теллуридов лантаноидов, их сплавов и сплавов с селенидами металлов для производства тсрмоэлсктрогснсраторов с весьма высоким (до 72—78%) КПД, что позволит применить их в энергетике и в автомобильной промышленности.

Совершенно исключительное значение также получили сплавы КРТ (кадмий-ртуть-теллур), которые обладают фантастическими характеристиками чувствительности в ИК-диапазоне. Они используются для обнаружения излучения от стартов ракет и наблюдения за противником из космоса через атмосферные окна (не имеет значение облачность) (источник: 1П1р://4108.ru/ii/tellur_- рптепете).