半导体物理学:能带底和导带底,能带顶和价带顶有什么区别 还有能带,允带,禁带,导带,价带之间关系

半导体物理学:能带底和导带底,能带顶和价带顶有什么区别 还有能带,允带,禁带,导带,价带之间关系,第1张

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)。

对于未掺杂的本征半导体,导带中的电子是由它下面的一个能带(即价带)中的电子(价电子)跃迁上来而形成的,这种产生电子(同时也产生空穴——半导体的另外一种载流子)的过程

,称为本征激发。在本征激发过程中,电子和空穴是成对产生的,则总是有“电子浓度=空穴浓度”。这实际上就是本征半导体的特征,因此可以说,凡是两种载流子浓度相等的半导体,就是本征半导体。这就意味着,不仅未掺杂的半导体是本征半导体,就是掺杂的半导体,在一定条件下(例如高温下)也可以转变为本征半导体。

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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