半导体禁带宽度是光学带隙值

半导体禁带宽度是光学带隙值,第1张

半导体禁带宽度是指半导体材料的能带宽度,也就是半导体材料中电子和空穴的能带宽度。它是由半导体材料的光学带隙值决定的,即半导体材料的能带宽度等于其光学带隙值。一般来说,半导体材料的能带宽度最小为200meV,最大可达500meV。因此,半导体禁带宽度的最小值是200meV,最大值是500meV。

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。

我来回答一下,本人某电微电子科学与工程专业,有表述不当之处,望批评指正。影响半导体禁带宽度的因素主要有两种:温度与掺杂浓度。(以si、Ge、GaAs半导体为主)1、半导体禁带宽度具有负温度系数: 从原子到晶体,经过价键杂化(即:sp3杂化),一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时,晶体的原子间距增大,能带宽度虽然变窄,但禁带宽度却是减小的。(这里解释一下,虽然原子间距增大了,并且能带宽度变窄了,但是此时有多条能带,相对来说,禁带宽度是变小的);2、掺杂浓度升高时,由于杂质能级的出现,可能导致禁带宽度变窄:其实这一点从本质来解释是不太好理解的,我这里举个例子,再给出我个人的一些理解,希望可以帮助你理解这一点。例:在BJT中,发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是,有了杂质能级的加入,导电性增强,就像把禁带宽度一分为二,原先的阻碍减少了一部分,相当于禁带宽度变窄了。(纯属个人理解)


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