在半导体中存在哪两种载流子

在半导体中存在哪两种载流子,第1张

本征载流子就是本征半导体中的载流子,即

电子

空穴

,即不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是说,本征载流子是由热激发——本征激发所产生出来的,即是价电子从价带跃迁到导带而产生出来的;它们是成对产生的,所以电子和空穴的浓度始终相等。

本征半导体,从物理本质上来说,也就是两种载流子数量相等、都对导电起同样大小的半导体。因此,未掺杂的半导体是本征半导体,但是掺有杂质的半导体在一定条件下也可能成为本征半导体(只要两种载流子的浓度相等)。

对于掺有杂质的n型或p型半导体,其中的多数载流子主要就是由杂质电离所提供,而其中的少数载流子则是由本征激发所产生的。因此,在杂质全电离情况下,多数载流子浓度基本上与温度无关,但少数载流子则随着温度将指数式增大。

1、本征激发是由于半导体材料内部运动,导致有部分电子脱离共价键的束缚,形成了“自由电子”,使半导体材料内载流子浓度变化的激发过程。

2、本征激发中半导体材料内部运动和温度、光照等外界因素有关,温度(光照等)越高,分子运动越激烈,越有利于电子脱离共价键,因而被激发出来的“自由电子”越多,载流子浓度也越高。

3、一般来说,半导体中的价电子不完全像绝缘体中价电子所受束缚那样强,如果能从外界获得一定的能量(如光照、温升、电磁场激发等),一些价电子就可能挣脱共价键的束缚而成为近似自由的电子(同时产生出一个空穴)。

4、这是一种热学本征激发,所需要的平均能量就是禁带宽度。本征激发还有其它一些形式。如果是光照使得价电子获得足够的能量、挣脱共价键而成为自由电子,这是光学本征激发(竖直跃迁)。

5、这种本征激发所需要的平均能量要大于热学本征激发的能量——禁带宽度。如果是电场加速作用使得价电子受到高能量电子的碰撞、发生电离而成为自由电子,这是碰撞电离本征激发;这种本征激发所需要的平均能量大约为禁带宽度的1.5倍。

扩展资料:

分子电子跃迁:

1、分子电子跃迁表示分子中价电子从一个能级因为吸收能量时,跃迁到一个更高的能级;或者释放能量,跃迁到更低的能级的过程。如果起始能级的能量比最终能级的能量高,原子便会释放能量(通常以电磁波的形式发放)。

2、相反,如果起始能级的能量较低,原子便会吸收能量。释放与吸收的能量等于这两个能级的能量之差。在此过程中的能量变化提供了分子结构的信息,并决定了许多分子性质如颜色。有关电子跃迁的能量和辐射频率的关系由普朗克定律决定。

3、一般,我们应用电子跃迁来说明单个原子。当讨论多原子分子时,我们应用分子轨道理论。也可以视单个原子为单原子分子,将各种情况的电子跃迁统一到分子电子跃迁的框架下来。这里的能级是基于分子轨道理论提出的。

参考资料:百度百科-本征激发

本征半导体如下:

本征半导体(intrinsic semiconductor))是完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。但实际半导体不能绝对的纯净,此类半导体称为杂质半导体。

本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲,完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。

本征导电。

在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带(conduction band),价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(hole)。

导带中的电子和价带中的空穴合称为电子空穴对上述产生的电子和空穴均能自由移动,成为自由载流子(free carrier),它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中,这两种载流子的浓度是相等的。随着温度的升高,其浓度基本上是按指数规律增长的。


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