Question

Почему полупроводники при  низкой температуры имеют свойства диэлектрика? Объясните . почему  повышением температуры проводимость полупроводника  возрастает ?

Answer 1

Носителями зарядов в полупроводнике являются электроны и дырки. Электроны при низкой температуре не способны  стать свободными поэтому при низкой температуре полупроводники ведут себя как диэлектрики. При нагревании электроны покидают атомы и становятся свободными. При очень высокой температуре полупроводники ведут себя как проводники

Answer 2

Полупроводники при низкой температуре имеют свойства диэлектрика из-за наличия зонной структуры. Зонная структура полупроводников состоит из заполненной валентной зоны и незаполненной зоны проводимости, которые разделены запрещенной зоной. В запрещенной зоне нет свободных электронов, поэтому полупроводники при низких температурах практически не проводят электрический ток и обладают свойствами диэлектрика.

Однако при повышении температуры происходит термическое возбуждение электронов валентной зоны, которые могут перейти в зону проводимости, создавая так называемые свободные электроны. Эти свободные электроны могут передвигаться под действием внешнего электрического поля и создают электрический ток, что приводит к увеличению проводимости полупроводника с ростом температуры.

Повышение температуры влечет за собой большую концентрацию свободных носителей заряда (свободных электронов или дырок), увеличение подвижности свободных носителей заряда, а также уменьшение энергетического запрета между валентной зоной и зоной проводимости. Все эти факторы способствуют повышению проводимости полупроводника с увеличением температуры.