Когда в кристалл германия (который является полупроводником) внедряют атомы пятивалентного вещества, происходит процесс, который может быть объяснен следующим образом:
- Типы примесей: Пятивалентные атомы, такие как фосфор или мышьяк, имеют на своей внешней оболочке пять валентных электронов. Когда они внедряются в кристаллическую решетку германия, один из этих электронов становится свободным, так как он не участвует в образовании ковалентных связей с атомами германия.
- Образование донорных уровней: Свободный электрон, полученный от пятивалентного атома, создает так называемый донорный уровень в запрещенной зоне германия. Это означает, что теперь в полупроводнике появились дополнительные электроны, которые могут свободно перемещаться и проводить электрический ток.
- Электронная проводимость: Поскольку в результате внедрения пятивалентных атомов увеличивается количество свободных электронов, материал начинает обладать электронной проводимостью. Это означает, что основным носителем заряда в таком полупроводнике будут именно электроны.
- Отсутствие дырочной проводимости: В отличие от p-типов полупроводников, где основными носителями заряда являются дырки (отсутствие электронов), в данном случае, с внедрением пятивалентного вещества, мы не получаем дырочной проводимости, так как основными носителями остаются электроны.
Таким образом, полученный материал, в который внедрили атомы пятивалентного вещества, будет обладать:
- электронной проводимостью;
- собственной проводимостью;
- но не будет обладать дырочной проводимостью.
Это объясняется тем, что в результате добавления пятивалентных атомов увеличивается число свободных электронов, что и приводит к повышению электронной проводимости.