БЕСЩЕЛЕВЫ́Е ПОЛУПРОВОДНИКИ́

БЕСЩЕЛЕВЫ́Е ПОЛУПРОВОДНИКИ́, ве­ще­ст­ва с рав­ной ну­лю ши­ри­ной за­пре­щён­ной зо­ны (см. Зон­ная тео­рия). В Б. п. дно зо­ны про­во­ди­мо­сти и по­то­лок ва­лент­ной зо­ны име­ют оди­на­ко­вую энер­гию. От ти­пич­ных по­лу­про­вод­ни­ков Б. п. от­ли­ча­ют­ся от­сут­ст­ви­ем энер­ге­тич. по­ро­га ро­ж­де­ния элек­трон­но-ды­роч­ных пар, от ме­тал­лов – су­ще­ст­вен­но мень­шей плот­но­стью элек­трон­ных со­стоя­ний.

Об­ра­ще­ние в нуль ши­ри­ны за­пре­щён­ной зо­ны мо­жет быть обу­слов­ле­но сим­мет­ри­ей кри­стал­лич. ре­шёт­ки или иметь слу­чай­ный ха­рак­тер. К пер­во­му ти­пу Б. п. от­но­сят­ся та­кие ма­те­риа­лы, как $\ce{α-Sn, β-HgS, HgSe}$ и $\ce{HgTe}$. Бес­ще­ле­вой элек­трон­ный спектр ука­зан­ных ве­ществ дос­та­точ­но ус­той­чив и ис­че­за­ет лишь при внеш­них воз­дей­ст­ви­ях, по­ни­жаю­щих сим­мет­рию кри­стал­ла. Ко вто­ро­му ти­пу Б. п. мож­но от­не­сти твёр­дые рас­тво­ры $\ce{Pb}$ ${_{1–x}}$ $\ce{Sn}$ $_x$ $\ce{Te, Pb}$ $_{1–x}$ $\ce{Sn}$ $_x $ $\ce{Se, Bi}$ $_{1–x}$ $\ce{Sb}$ $_x$ и др., у ко­то­рых при оп­ре­де­лён­ном со­от­но­ше­нии ком­по­нент воз­ни­ка­ет слу­чай­ное вы­ро­ж­де­ние уров­ней, со­от­вет­ст­вую­щих дну зо­ны про­во­ди­мо­сти и по­тол­ку ва­лент­ной зо­ны. В этих ве­ще­ст­вах бес­ще­ле­вое со­стоя­ние мо­жет быть раз­ру­ше­но под дей­ст­ви­ем лю­бо­го воз­му­ще­ния, в т. ч. и воз­му­ще­ния, ко­то­рое не из­ме­ня­ет сим­мет­рию кри­стал­ла.

От­сут­ст­вие энер­ге­тич. ще­ли в элек­трон­ном спек­тре Б. п. обу­слов­ли­ва­ет це­лый ряд их осо­бен­но­стей. Напр., кон­цен­тра­ция $n$ элек­тро­нов в чис­тых не­ле­ги­ро­ван­ных Б. п. (а сле­до­ва­тель­но, и их элек­трич. про­во­ди­мость) за­ви­сит от темп-ры $T$ сте­пен­ным, а не экс­по­нен­ци­аль­ным об­ра­зом: $n∼T^{3/2}$. Кон­цен­тра­ция элект­ро­нов мо­жет за­мет­но воз­рас­тать при про­пус­ка­нии че­рез Б. п. элек­трич. то­ка, что обу­слов­ли­ва­ет не­ли­ней­ность вольт-ам­пер­ной ха­рак­те­ри­сти­ки.