Re: [問題] 半導體摻雜與電子電洞問題

看板Electronics作者Schottky (順風相送)時間9年前 (2014/08/16 12:00)推噓3(3推 0噓 11→)

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※ 引述《cpyi (cpyi)》之銘言： : 最近在學習半導體的知識，部分原理不是很清楚， : 我的理解是因為半導體晶體結構的關係，所以能帶 : 會形成價帶與傳導帶。其中有些價帶的電子會到傳 : 導帶上面，所以形成傳導帶上面的電子，以及價帶 : 上的電洞，因為價帶與傳導帶上面的能階都很密集 : ，僅需一點電場就可以讓載子移動，所以可以形成 : 導電的現象。 : 我的問題在於摻雜的半導體，比如摻雜 5價原子， : 該原子的電子會游離，一般書上就說該電子就會增 : 加傳導帶上面的電子，不過這個多出來的電子不是 : 也可以到價帶上嗎？這樣變成是讓價帶的載子變少 : ，為什麼不考慮這個情況？價帶主要是講最外殼層的 S 軌和 P 軌，總共可容納八個電子，剛好全空或全填滿時是最穩定的狀態，所以只有一個電子時，這個電子的游離能相當小，容易逃逸到傳導帶，填了七個電子時，傾向於再捕捉一個自由電子來填滿八仙桌。 4A 元素和隔壁的各原子是以共價鍵的形式結合(至少我們探討的晶型是這樣)，矽和隔壁的矽共用電子，我出一個你出一個，就有電子對可以填軌域了，所以四價元素形成的半導體大致上外殼層是用四對電子對填到滿的，它的電阻幾乎是接近絕緣體，說是「半導體」有點抬舉它了。但是攙雜少量 5A 元素時，這些 5A 元素和隔壁共用電子時，不管用什麼方法配對，只要容納在 4A 的晶格中，就是會多出一個電子沒辦法配對，所以這個電子的游離能低，傾向於找到藉口就離家出走變成自由電子，由於外殼層的 SP 軌都填滿了，D 以上軌域需要的能量更高，等於是無家可歸，所以這個電子不容易留在價帶，而是以自由電子的形式留在傳導帶，讓攙雜 5A 的半導體導電度大幅上升... -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 220.137.18.79 ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Electronics/M.1408161609.A.40B.html

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