导体和半导体区别是什么?

导体和半导体区别是什么?,第1张

导体和半导体区别是:

通俗的说:金属作为导体是没有禁带这一说的,电子可以随意的在其中传输。但半导体不同,本身有一个势垒,电子必须要吸收能量后才能在其中传输。金属是说它是一种半导体,但势垒很小,电子很容易就可以被激发。

打个不恰当的比方,想象电子是个球,往前运动。金属就是一个平地,半导体是个高台,绝缘体是这个高台顶天了,半金属是这个高台只有薄薄的一层。二者的区别还是来自于能带结构的不同。根据能带理论

根据价带与导带之间的间隔从窄到宽,固体可以依次分为金属、半金属、半导体和绝缘体。对于半导体和绝缘体,导带和价带之间的间隔相对较大,使得费米能级附近电子的态密度等于零,称为带隙。先说半导体。

这个概念没什么疑议,即价带和导带之间存在带隙,一般在1~3eV,通过热激发或者施加外电场可以使电子从价带跃迁至导带。半金属,在英文中对应两个侧重点不同的词,semimetal和half-metal。

半金属(semimetal)是指价带和导带之间相隔很窄的材料。由于导带和价带之间的间隔十分小,使得费米能级附近电子的态密度接近于零。半金属(half-metal)是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体。

但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料。所有半金属都是铁磁性或亚铁磁性的,但是大多数铁磁性或亚铁磁性的材料都不是半金属。许多已知的半金属都属于氧化物、硫化物或赫斯勒合金。

有人建议把half-metal翻译成“半极性金属”(或“半极金属”)以示与semimetal的区别,但文献中大多依旧两种都称作半金属。传张能带图,有助于理解。

首先要清楚一个概念,满带不导电,只有空带和未满带才导电。

所以

导体能导电是因为它的能带是未满带。

半导体是既有空带又有满带,而且它们之间的禁带宽度较小,当电流足够大时,满带带顶上的载流子就会跃迁到空带去,导致满带不满,空带不空,这种状态下才能导电。

绝缘体的能带不是满带就是空带,而且它们之间的禁带宽度较大,载流子的跃迁比较困难,所以它是不导电的。不过在较高温度下,也会有少数绝缘体材料变成半导体材料。

翻翻《固体物理》课本上面都有详细的原理


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