Synthèse bibliographique sur les semi-conducteurs et le Matériau SnS

Définition d’un semi-conducteur : Un semi-conducteur est un solide cristallin dont les propriétés de conduction électrique sont Déterminées par deux bandes d’énergie particulières : d’une part, la bande de valence, qui correspond aux électrons impliqués dans les liaisons covalentes ; d’autre part, la bande de conduction, comprenant les électrons dans un état excité, qui peuvent se déplacer dans le Cristal [1]. Les matériaux semi-conducteurs possèdent une résistivité électrique qui diminue avec la température. Contrairement aux métaux, qui sont de bons conducteurs électriques mais dont la résistivité augmente avec la température. À température ambiante, la résistivité des semiconducteurs se situe entre 10-2 et 109Ω cm, valeurs intermédiaires situées entre celles des bons conducteurs électriques (10-6Ω cm) et celles des matériaux isolants (1014 à 1022Ω cm) .

Les différents types des semi-conducteurs 

Les semi-conducteurs intrinsèques : Un semi-conducteur intrinsèque est un cristal idéal pur c’est-à- dire qui n’est pas pollué par des impuretés pouvant changer sa concentration des porteurs Libres (électrons, trous) [3].

Les semi-conducteurs extrinsèques

Un semi-conducteur extrinsèque est un semi-conducteur intrinsèque dopé par des impuretés spécifiques, tout en gardant le degré de pureté initial nettement supérieur au taux du dopage . Il existe deux types de semi-conducteur extrinsèque 

Semi-conducteur de type n « donneur » 

 Dans le cas d’un semi-conducteur de type n, les atomes dopants sont en substitution des Atomes du réseau et fournissent un électron à la bande de conduction selon le mécanisme : D D ++é (BC) ((BC) bande de conduction) D : l’élément donneur L’augmentation de la concentration en électrons libres engendre un déplacement du niveau de Fermi du matériau vers la bande de conduction .

Semi-conducteur de type p « accepteur » 

 Dans le cas d’un semi-conducteur de type p, les éléments dopants présentent un défaut d’électron par rapport à la matrice et captent un électron de la bande de valence selon le mécanisme : A + é (BV) A – ((BV) bande de valence). Ils augmentent le nombre de charges positives dans la bande de valence et déplacent le niveau de Fermi vers la bande de valence .

Les semi-conducteurs de type IV-VI 

Le groupe IV 

 Les atomes de la colonne IV possèdent 2 électrons de valence sur leur dernière orbitale, par exemple : L’étain, Sn ([Kr] 4d10 5s2 5p2). L’étain est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Sn et de numéro atomique 50. C’est un métal gris-argent, malléable, moyennement ductile à Température ambiante. Il appartient à la 4ème colonne du tableau périodique, l’étain est compris, dans cette colonne, entre le germanium (Ge ; Z = 32) et le plomb (Pb ; Z = 82) 

Le groupe VI 

 La colonne 16 ou VIA (chalcogènes) de la classification périodique, située à droite de ce Groupe de quatre colonnes, est constituée de trois éléments non-métaux (O, S, Se), de deux Métalloïdes (Te, Po). Tous les éléments de cette famille possèdent six électrons sur la couche de valence (ns2 np4 ) ou ns2 (n-1) d10 np4 comme le montre le tableau. I.2.C’est pour cela qu’ils ont une forte tendance à capter deux électrons ou à former deux liaisons covalentes pour acquérir une couche saturée, afin de respecter la règle de l’octet