Redes cristalinasIntroducción a la cristalografía

Juan Felipe Ramírez - 1022394346

¿Qué son materiales semiconductores?• Son un grupo de materiales cuya conductividad eléctrica es un

punto medio entre metales y aislantes.

Variación de la conductividad en semiconductores• La magnitud de la conductividad de estos materiales varia de

acuerdo a cambios en:

TemperaturaExcitación ÓpticaContenido de impurezas

¿Qué es la banda de energía?• Es una de las características mas importantes de un

semiconductor, esta propiedad determina, entre otras cosas, las longitudes de onda de luz que pueden absorver o emitir

Importancia de impurezas.• Las cantidad de impurezas afectan las propiedades ópticas y

electrónicas de un semiconductor. Estas deben ser agregadas cuidadosamente para variar efectos como la conductividad, rango de onda, orden de transmisión.

• El proceso en que se añaden impurezas se conoce con el nombre de “Dopaje”.

Tipo de sólidos:

• Solidos cristalinos:

• Sólidos amorfos:

• Sólidos Polocristalinos:

¿qué son las redes cristalinas?• Un solido cristalino es aquel en que sus atomos se agrupan en

un estilo arreglado, ordenado y periódico.• El arreglo periódico de un atomo en un cristal recibe el

nombre de red.

Concepto de celda unitaria• Se conoce como celda unitaria a la unidad más pequeña que

se repite para formar la red cristalina, se conoce tambien como “celda primitiva”.

Redes Cúbicas:Es la red tridimensional mas simple. Los átomos se ordenan en tres tipos diferentes de arreglos. La distancia entre átomos vecinos se determina por el balance entre la fuerza que los atrae y otras fuerzas que intentan separarlos.

Cúbica simpleEsta estructura tiene un átomo ubicado en cada esquina de la celda unitaria

Cúbica centrada en el cuerpo. (BCC)

Esta estructura, a diferencia del la cúbica simple, posee un átomo adicional en el centro del cubo.

Cúbica centrada en en las caras (FCC)

Esta estructura se entiende tomando un celda cúbica simple, y añadiendo un atomo en la mitad de cada una de las 6 caras del cubo.

Planos y direcciones en redes cristalinas.Las direcciones consisten en 3 enteros que se hallan de la siguiente manera:

•Encontrando intercepciones con el plano y expresarlos como multiplos enteros de vectores básicos.

•Tomar los recíprocos encontrados y reducrlis al numero entero más pequeño

•Dibujar el Plano

Estos enteros h,k,l se llaman “indices de miller”

Indices de miller• El uso de recíprocos evita que exitan infinitos en las

direcciones cuando hay planos paralelos a los ejes.

• Si un intercepto ocurre en la parte negativa del eje, se pone un índice negativo en el indice de Miller correspondiente

• Muchos planos son equivalentes entre sí cuando podemos superponernos con simples cambios en su posición dentro de la celda unitaria.

Planos Equivalentes

Direcciones cristalinas en la red cúbica• La distancia “d” entre dos planos adyacentes, con sus

direcciones (hkl) se da en términos de la constante “a”

Rédes diamante• Es la red básica de muchos materiales semiconductores (Si,

Ge)

• Consiste en una estructura FCC con átomos extra en las direcciones a/4 + b/4 + c/4 en cada fracción del átomo

• Cada átomo de la estructura diamante está rodeado por 4 átomos vecinos

• La ubicación de los átomos e ciertos planos influye en las propiedades mecánicas, metalúrgicas y químicas de los materiales.

Red de estructura diamante.

Vista superior de la red diamante extendida, los circulos coloreados representan la estructura FCC y los circulos blancos, los átomos extras penetrados.

BIBLIOGRAFÍA• Streetman, Beng “Solid state electronic devices” sixth edition.

2009. capítulo 1 “ Cristal properties and grown of semiconductors” Páginas 1 – 12.