半导体的禁带怎么形成的

半导体的禁带怎么形成的,第1张

对于包括半导体在内的晶体,其中的电子既不同于真空中的自由电子,也不同于孤立原子中的电子。真空中的自由电子具有连续的能量状态,即可取任何大小的能量;而原子中的电子是处于所谓分离的能级状态。晶体中的电子是处于所谓能带状态,能带是由许多能级组成的,能带与能带之间隔离着禁带,电子就分布在能带中的能级上,禁带是不存在公有化运动状态的能量范围。半导体最高能量的、也是最重要的能带就是价带和导带。导带底与价带顶之间的能量差即称为禁带宽度(或者称为带隙、能隙)。

我假设你已经了解势阱和波函数的概念。

在金属中,能带的分布是准连续的,电子遵守费米迪拉克分布于能带间,部分电子的能量高于费米能级并处于导带中,既可以自由移动,成为导体。

在半导体中,由于存在规则的晶格结构,部分能级的波函数由于不能满足晶格的周期性边界条件而不存在,导致了价带和导带的分离,而中间的这部分能级的真空区域就称为禁带。

这个问题我来,我是微电子专业的。

首先,导带和价带都是能带。那么能带底就包括导带底和价带底,能带顶同理。

导带和价带如图:

Ec就是导带底所处的能级,Ev就是价带顶所处的能级。禁带宽度就是中间的Eg,是不允许电子存在的部分(禁是禁止之意)。


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