半导体和绝缘体禁带宽度范围

半导体和绝缘体禁带宽度范围,第1张

绝缘体的禁带宽度:绝缘体的禁带宽度比较大(6~7ev),而半导体的禁带宽度通常在1ev左右,例如300K下,Si的Eg 1.12ev,Ge 0.67ev,GaAs 1.43ev,当外界条件变化的时候,里面的电子会获得能量,获得能量之后,满带中少量电子,跃迁到上一个空带的底部附近,所以满带中的电子和原先空带中的少量电子都参与导电,所以常温下具有一定的导电能力,通常把满带中,少量电子跃迁后,剩余的大量电子对电流的贡献,用少量的带正电的准粒子加以等效描述,称为空穴

硅Si的价带顶能量Ev为1.1-1.3V。

对应波长:L=c/f = c/(E/h) = c*h/E。

这里E是光子能量,c是光速,h是普朗克常数。

取c=3*10^8m/s h=4.136*10^(-15)eV/s。

温度为300K时,硅的禁带宽度1.124V,则E=1.124eV。

得到对应波长为:L=1.104*10^(-6) = 1.104um。

也就是大概1.1um左右。

价带的能量低于导带

它也是由许多准连续的能级组成的。但是价带中的许多电子(价电子)并不能导电,而少量的价电子空位——空穴才能导电,故称空穴是载流子。空穴的最低能量——势能,也就是价带顶,通常空穴就处于价带顶附近。

价带顶与导带底之间的能量差,就是所谓半导体的禁带宽度。这就是产生本征激发所需要的最小平均能量。这是半导体最重要的一个特征参量。


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