Как взаимодействуют молекулы при образовании полупроводниковых материалов?

При образовании полупроводниковых материалов молекулы взаимодействуют, образуя кристаллическую решетку. Полупроводники обычно состоят из атомов с четырьмя валентными электронами, например, кремния (Si) или германия (Ge).

В кристаллической решетке полупроводников молекулы соединяются через ковалентные связи, в результате которых электроны образуют энергетические зоны. Валентная зона заполнена электронами, и выше нее находится зона проводимости, в которой электроны свободны и могут перемещаться.

Однако, в чистом полупроводнике зоны проводимости и валентная зона разделены запрещенной зоной, в которой нет электронных состояний. Чтобы полупроводник стал проводником, необходимо изменить его проводимость.

Это можно сделать путем добавления примесей, таких как доноры или акцепторы. Доноры добавляют лишние электроны, создавая электроны свободные для проводимости. Акцепторы создают дефицит электронов, что приводит к образованию «дырок» — свободных мест для электронов. Эти дополнительные электроны или дырки позволяют полупроводнику проводить электрический ток.

Таким образом, молекулы полупроводников взаимодействуют, образуя кристаллическую решетку, и изменение проводимости полупроводников достигается путем добавления примесей для создания свободных электронов или дырок.