Các hợp chất hoá học bán dẫn và các vật liệu dẫn suất cùng gốc

Một phần của tài liệu giáo trình vật liệu điện (Trang 54 - 56)

Hợp chất bán dẫn có thể có các tính chất điện, vật lí rất khác nhau và trong nhiều trường hợp nó có những tính chất hơn hẳn bán dẫn thuần. Sau đây một số chất được sử dụng nhiều trong kỹ thuật điện.

1. Cácbít silic

Đây là hợp chất silic và cacbon, theo công thức SiCx (x gần bằng 1). Cácbít Silíc có thành phần: 70,045%Si và 29,955%C. Trong thiên nhiên vật liệu này rất ít gặp và có số lượng hạn chế.

Cácbít silíc kỹ thuật được sản xuất trong các lò điện khử điôxít silíc (cát thạch anh) bằng các bon.

Màu sắc của tinh thể phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu và quá trình công nghệ. Màu và điện dẫn của tinh thể SiC phụ thuộc vào các tạp chất và số lượng nguyên tử thừa Si hay C so với thành phần hợp thức.

Cácbít silíc dùng để chế tạo: các tấm điện trở phi tuyến của chống sét van để bảo vệ đường dây tải điện và các thiết bị điện, sản xuất các biến trở, kỹ thuật máy tính, dụng cụ trong xây dựng điện, các lò điện nhiệt độ cao, các bộ phận trong đèn đốt inhitron…

2. Một số hợp chất bán dẫn khác

Có một số hợp chất có triển vọng, bởi vì nó cho phép lựa chọn rộng rãi các tham số của vật liệu ban đầu (bề rộng vùng cấm, độ linh hoạt hạt điện dẫn…) để chế tạo ra các dụng cụ bán dẫn.

a. Galiasenua

Đây là hợp chất có vùng cấm lớn hơn Ge và Si. Độ linh hoạt điện tử cao hơn Ge và Si, độ linh hoạt lỗ trống xấp xỉ như Si.

Galiasenua có thể dùng để chế tạo tế bào quang điện có hiệu suất khoảng 7%, liều lượng kế tia rơnghen, điốt đường hầm, laze bán dẫn. Dụng

cụ bán dẫn gali asenua có khả năng làm việc đến nhiệt độ 4500C.

b. Antimonua Inđi

Được thu bằng cách nấu chảy theo tỉ lượng inđi và antimoan tinh khiết cao. Vật liệu thu được phải làm sạch theo phương pháp phân vùng chảy, đơn tinh thể thu được bằng cách kéo.

Antimonua Inđi dùng để chế tạo tế bào quang điện có độ nhạy cao, dựa trên nguyên tắc sử dụng các hạt khác nhau của hiệu ứng quang, chế tạo cảm biến suất điện động Holl và các bộ lọc quang học. Ngoài ra InSb dùng làm máy phát nhiệt điện, máy làm lạnh.

c. Các sunfua

Chì sunfua (PbS), bismút sunfua (Bi2S3) và cađmi sunfua (CdS) được dùng để sản xuất điện trở quang. Chì sunfua gặp nhiều trong thiên nhiên ở dạng vật liệu galenit và có thể điều chế được bằng một số phương pháp nhân tạo, PbS thường có biến thể vô định hình và tinh thể.

Các điện trở dùng để đếm sản phẩm trong các dây chuyền sản xuất, kiểm tra độ cao của các vật lỏng. Cũng như chế tạo các điện trở quang mắc trực tiếp vào chiếu sáng dòng điện xoay chiều hay một chiều…

d. Các oxít

Đồng ôxít (Cu2O) có màu đỏ thẫm chỉ có thể là bán dẫn loại p, có hình dạng lập phương. Điện dẫn của đồng ôxít phụ thuộc nhiều vào tạp chất các loại, nhiệt luyện và nhiệt độ.

Những dụng cụ bán dẫn đầu tiên là những chỉnh lưu bán dẫn và tế bào quang điện được điều chế từ những tấm đồng bị ôxi hoá với bề mặt phủ một loáp ôxít đồng. Để chế tạo, lấy miếng đồng bằng đồng đỏ đặc biệt tinh khiết

đem đặt vào trong lò có môi trường oxy hoá với nhiệt độ 1020 – 10400C

trong khoảng 5 giờ. Sau đó đưa vào lò thứ hai nhiệt độ 6000C và giữ trong

khoảng 10 giờ. Khi đưa ra khỏi lò thì làm nguội phiến đồng đó bằng cách nhúng vào nước. Sau khi nhiệt luyện tấm đồng được phủ hai lớp ôxit bên trong màu đỏ thẫm (Cu2O) và bên ngoài màu xám tối (CuO) có điện dẫn nhỏ được khử bằng cách tẩy, còn mặt sau thì mài cho đến đồng gốc bên trong.

Ngoài ra còn có các oxit bán dẫn khác như: kẽm oxit (ZnO), sắt oxit (Fe3O4) và MgOCr2O3.

e. Các vật liệu có thành phần phức tạp khác

Trong kỹ thuật chúng được chế tạo các phần tử nhiệt của các máy phát nhiệt điện và các thiết bị làm lạnh. Các vật liệu này có hợp kim Bi –Sb – Zn dùng làm nhánh hệ số dương của các phần tử nhiệt, dung môi rắn 0,25,PbS.0,5PbSe.0,25Pb.Te; 0,3PbS.0,7PbSe… dùng để chế tạo nhánh hệ số âm của phần tử nhiệt.

Một phần của tài liệu giáo trình vật liệu điện (Trang 54 - 56)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(56 trang)