為什麼要縮小半導體的禁帶
1. 為什麼半導體LED溫度升高,電子與空穴的濃度會增加,禁帶寬度會減小,電子遷移率將減小
溫度升高導致雜質電離增加,載流子濃度加大,由於重摻雜效應,禁帶寬度變窄。
由於載流子增多,其與晶格碰撞幾率增大,導致單位數量電子速度降低,載流子遷移率下降。
這個與LED有什麼關系?
2. 半導體的禁帶寬度大小對它的用途有何影響請舉例說明
禁帶寬度對於半導體器件性能的影響非常大,它直接決定著器件的耐壓和專最高工作溫度;比屬如氮化鎵禁帶寬度很大,即便高溫價帶電子也很難吸收大於Eg的熱輻射的能量跳變到導帶,這樣就能繼續發揮半導體作用,同理因為躍遷能量較大,所以GaN更難被擊穿,因此常用作高壓耐高溫器件,也有很高的抗輻射性能。
另一方面,通過摻雜調節禁帶寬度可以製作高電子遷移率晶體管(HEMT,High Electron Mobility Transistor)。這種器件及其集成電路都能夠工作於超高頻(毫米波)、超高速領域,原因就在於它採用了異質結及其中的具有很高遷移率的所謂二維電子氣來工作的;而高遷移率的原因部分在於禁帶寬度不同的半導體組成異質結。
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3. 為什麼半導體材料的禁帶寬度愈大,勢壘區復合電流愈大
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4. 研究半導體的禁帶寬度的有什麼意義
禁帶寬度(Band gap)是指一個能帶寬度(單位是電子伏特(ev)),固體中電子的能量是不可以連續版取值權的,而是一些不連續的能帶,要導電就要有自由電子存在,自由電子存在的能帶稱為導帶(能導電),被束縛的電子要成為自由電子,就必須獲得足夠能量從而躍遷到導帶,這個能量的最小值就是禁帶寬度
禁帶寬度是半導體的一個重要特徵參量,其大小主要決定於半導體的能帶結構,即與晶體結構和原子的結合性質等有關。
簡而言之,禁帶寬度的大小實際上是反映了價電子被束縛強弱程度的一個物理量,也就是產生本徵激發所需要的最小能量。
5. 為什麼電子從其價鍵上掙脫出來所需的最小能量就是半導體的禁帶寬度
禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。
推薦看看這片文章,主要介紹能帶理論.
6. 影響半導體禁帶寬度的因素有哪些分別是怎麼影響的
我來回答一下,來本人某電微自電子科學與工程專業,有表述不當之處,望批評指正。
影響半導體禁帶寬度的因素主要有兩種:溫度與摻雜濃度。(以si、Ge、GaAs半導體為主)
1、半導體禁帶寬度具有負溫度系數:
從原子到晶體,經過價鍵雜化(即:sp3雜化),一條原子能級一般對應多個能帶。當溫度升高時,晶體的原子間距增大,能帶寬度雖然變窄,但禁帶寬度卻是減小的。(這里解釋一下,雖然原子間距增大了,並且能帶寬度變窄了,但是此時有多條能帶,相對來說,禁帶寬度是變小的);
2、摻雜濃度升高時,由於雜質能級的出現,可能導致禁帶寬度變窄:
其實這一點從本質來解釋是不太好理解的,我這里舉個例子,再給出我個人的一些理解,希望可以幫助你理解這一點。例:在BJT中,發射區高摻雜會導致禁帶寬度變窄。我個人理解是,有了雜質能級的加入,導電性增強,就像把禁帶寬度一分為二,原先的阻礙減少了一部分,相當於禁帶寬度變窄了。(純屬個人理解)
7. 半導體的禁帶怎麼形成的
對於包括半導體來在自內的晶體,其中的電子既不同於真空中的自由電子,也不同於孤立原子中的電子。真空中的自由電子具有連續的能量狀態,即可取任何大小的能量;而原子中的電子是處於所謂分離的能級狀態。晶體中的電子是處於所謂能帶狀態,能帶是由許多能級組成的,能帶與能帶之間隔離著禁帶,電子就分布在能帶中的能級上,禁帶是不存在公有化運動狀態的能量范圍。半導體最高能量的、也是最重要的能帶就是價帶和導帶。導帶底與價帶頂之間的能量差即稱為禁帶寬度(或者稱為帶隙、能隙)。
8. 為什麼半導體中原子間距小的地方禁帶寬度大呢
原子間距小,相互約束能力強,導致energy
band
gap
變大。
9. 按照緊束縛近似,為什麼si,ge等半導體的禁帶寬度隨溫度升高而降低
Si,Ge都是金剛石結構的半導體。
原子在結合成為晶體時,價鍵要產生所謂的雜化(S太和P太的內雜化,SP3雜化)容,結果使一條原子能級並不是簡單的對應一條能帶。溫度升高時,原子間間距變大,雖然能帶變窄,但是禁帶寬度也是變窄的(負溫度系數)。
在一定溫度下,半導體中的大量電子不停地做無規則的熱運動,電子可以通過晶格熱振動獲得能量。
隨著溫度的升高,晶格運動劇烈程度越高,晶格內原子對電子的束縛能力越弱,價帶電子更容易脫離原子束縛而進入導帶,所以相應的禁帶寬度會變窄。