Бесщелевые полупроводники

Бесщелевые полупроводники, полупроводники с шириной запрещённой зоны Ε_g = 0. Встречаются бесщелевые полупроводники двух типов:
1) отсутствие запрещённой зоны обусловлено симметрией кристаллов и вырождением электронных состояний (см. Зонная теория); примеры подобных бесщелевых полупроводников— α-Sn, HgTe и HgSe (рис.);
2) Ε_g =0 лишь при определенных условиях (давлении, температуре, концентрации компонентов в случае твердого раствора и т. п.). Наиболее типичные представители — сплавы Bi—Sb, системы Cd_xHg_1-xТе, Pb_1-x Sn_x  Те и др.

Зависимость энергии Ε от квазиимпульса p бесщелевых ПП 1-го типа:
а - зона порводимости;
б - валентная зона.

Бесщелевые полупроводники 1-го типа образуют своеобразную границу между полуметаллами и ПП. Так как у бесщелевых полупроводников для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости не нужна энергия активации, то они имеют высокую диэлектрическую проницаемость. Сравнительно слабое электрическое поле увеличивает концентрацию подвижных носителей заряда, приводя к существенному отклонению от закона Ома. В бесщелевых полупроводниках большую роль чем в обычных ПП, играет кулоновское взаимодействие электронов между собой и с примесными ионами. Практического применения такие бесщелевые полупроводники пока не нашли. 

В бесщелевых полупроводниках 2-го типа подвижность носителей достигает рекордных значений, что облегчает наблюдение ряда кинетических эффектов в электрических и магнитных полях. С этими бесщелевыми полупроводниками связан вопрос о фазовом переходе диэлектрик — металл; они используются в ПП приборостроении (приёмники ИК излучения, охлаждающие устройства и др.).