Beam a căzut pe cristal

Să ne pregătim ce semiconductorilor. După ce ați reușit - când ai transformat lingura de aluminiu în redresor. Acum, experiența nu mai puțin interesantă, și explicații teoretice este. Pune-l cel mai bine într-un produs chimic sau un cerc în laborator școlar, și nu pentru că au experiență periculoase: doar acasă, probabil că nu au substanțele necesare.

În primul rând - o experiență preliminară. Se prepară o soluție de nitrat sau acetat de plumb și au trecut prin hidrogen sulfurat nego (de lucru sub capota!). Precipitatul de sulfură de plumb PbS se usucă și se verifică electric conductor. Se pare că acest lucru este cel mai frecvent izolator. Deci, aici este locul unde semiconductor?

Să nu sari la concluzii, și prezintă următoarele, experiența principală. Pentru a pregăti au cantități egale, să zicem, 15 ml de soluție 3% de tiouree NH2 C (S) NH2 și soluție de acetat de plumb 6%. Se toarnă soluția în două păhărel. Folosind o pensetă umple în soluție placa de sticlă și mențineți-l pe verticală (sau într-o poziție fixa). Purtarea mănuși de latex, se toarnă în pahar aproape plin concentrată soluție alcalină (atenție!) Și se amestecă foarte ușor cu o baghetă de sticlă, având grijă să nu atingă placa sa. Se încălzește ușor soluția - astfel încât a apărut aburul; se continuă agitarea. Zece minute mai târziu, o placă de sticlă îndepărtați cu grijă, se spală sub jet de apă și pat funcționare uscată.

Și în acest caz, ai sulfură de plumb - deci ce este diferența?

În al doilea experiment, reacția are loc încet și precipită imediat. Dacă ați urmărit soluția, am observat că acoperit si a devenit aproape ca laptele, și doar apoi a fost martor - l intermediază, descompunându, a format o sulfură de plumb negru. El stabilește pe sticla ca un film alb subțire, care este compus din foarte mici, disting doar sub formă de cristale de microscop. Prin urmare, filmul pare a fi foarte buna, aproape în oglindă.

Atașați la film două contacte electrice și să treacă curent. În cazul în care sulfura de plumb din experiența anterioară a acționat ca un izolator, acum el conduce! Include circuit de ampermetru, măsurați curentul și se calculează rezistența: aceasta va fi mai mare decât cea a metalelor, dar nu atât de mare încât să fie un obstacol în calea trecerea curentului.

Țineți o lampă aprinsă la placa foarte aproape și reporniți curentul. Vei descoperi imediat că rezistența de sulfură de plumb a scăzut brusc. Aproximativ același lucru se va comporta film negru, în cazul în care acesta este doar să se încălzească. Dar dacă lumina și conductivitate termică crește, înseamnă că avem de a face cu un semiconductor!

De ce atunci au sulfură de plumb o astfel de proprietate? L-am înregistrat ca o formulă PbS. dar compoziția reală a cristalelor acestei substanțe nu prea se potrivească. Unii compuși, cum ar fi sulfura de plumb și nu sunt supuse legii constante a compoziției. Și toți - semiconductori. (Acest lucru este, de altfel, se aplică în alumină, rectifică curent alternativ).

Pentru PbS aranjament de cristal al particulelor trebuie, s-ar părea, este strict repetată. Dar, de multe ori, deoarece concentrația soluției din care cristalele obținute gama, procedura este încălcată. Influența temperaturii și a altor cauze externe. Orice ar fi fost, într-un cristal reală nu este exact 1, iar raportul dintre atomii de sulf din plumb: 1. Abaterile de la acest raport este foarte mic, doar aproximativ 0,0005. Dar este suficient ca proprietățile s-au schimbat în mod semnificativ.

Atomii de plumb și sulf în cristal sunt conectate prin doi electroni: plumb le dă sulf. Ei bine, atunci când raportul de 1: 1 este rupt? Dacă nu există nici un atom atom de sulf de plumb, electronii vor fi liberi - ele servesc apoi ca purtători actuali. Și astfel de cazuri nu sunt atât de puțin poate părea. Desigur, raportul dintre 1.0005: 1 este aproape egal cu una, dar dacă vă aduceți aminte cât de mulți atomi din cristal, această mică diferență nu părea ca o astfel neînsemnate.

Compoziția de sulfură de plumb poate fi reglată. Apoi, este necesar să se schimbe conductivitatea. Când atomii de sulf din cristal devine mai mare, conductivitatea scade, iar atunci când acestea sunt mai mici, atunci un electroni mai liberi și crește conductivitatea. Pe scurt, prin modificarea raportului dintre atomii de sulf și plumb, se poate obține o conductivitate dorită. Această experiență nu este ușor de a livra; dacă nu îndrăznesc să efectueze experimentul, să ia cuvântul meu, se pare.

Ia-un tub de cuarț, și puneți barca cu sulfură de plumb. Pe de altă parte, intră în telefon aceeași barcă cu plumb și este conducta de căldură foarte conduce a început să se evapore. Sulfuri, în acest caz, va absorbi pereche, va fi îmbogățit cu plumb, n conductivitatea va crește semnificativ.

Rămâne doar să răspundă la întrebarea de ce sulfura de plumb este atât de sensibil la lumină. electroni de energie cuante Light a raportat, în care, în fiecare caz, cele mai eficiente raze de o anumita lungime de unda. Pentru o sulfura de plumb - este radiația infraroșu căldură. De aceea vă sfătuim să aducem lampa mai aproape de film.

De altfel, infraroșu receptoare și utilizate, de obicei, un fin semiconductor - sulfură de plumb.

O. Holguin. „Experimente fără explozii“
M. "Chemistry" 1986