有哪些方法可以改變半導體材料的能帶結構
Ⅰ 半導體的能帶結構求助
半導體能帶理論
分析半導體能帶理論,必須從能級,能帶,禁帶,價帶,導帶開始。因此分析如下:
能級(Enegy Level):在孤立原子中,原子核外的電子按照一定的殼層排列,每一殼層容納一定數量的電子。每個殼層上的電子具有分立的能量值,也就是電子按能級分布。為簡明起見,在表示能量高低的圖上,用一條條高低不同的水平線表示電子的能級,此圖稱為電子能級圖。 能帶(Enegy Band):晶體中大量的原子集合在一起,而且原子之間距離很近,以硅為例,每立方厘米的體積內有5×1022個原子,原子之間的最短距離為0.235nm。致使離原子核較遠的殼層發生交疊,殼層交疊使電子不再局限於某個原子上,有可能轉移到相鄰原子的相似殼層上去,也可能從相鄰原子運動到更遠的原子殼層上去,這種現象稱為電子的共有化。從而使本來處於同一能量狀態的電子產生微小的能量差異,與此相對應的能級擴展為能帶。 禁帶(Forbidden Band):允許被電子占據的能帶稱為允許帶,允許帶之間的范圍是不允許電子占據的,此范圍稱為禁帶。原子殼層中的內層允許帶總是被電子先佔滿,然後再占據能量更高的外面一層的允許帶。被電子占滿的允許帶稱為滿帶,每一個能級上都沒有電子的能帶稱為空帶。 價帶(Valence Band):原子中最外層的電子稱為價電子,與價電帶。 導帶(Conction Band):價帶以上能量最低的允許帶稱為導帶。 導帶的底能級表示為Ec,價帶的頂能級表示為Ev,Ec與Ev之間的能量間隔稱為禁帶Eg。 半導體的導電作用是通過帶電粒子的運動(形成電流)來實現的,這種電流的載體稱為載流子。半導體中的載流子是帶負電的電子和帶正電的空穴。對於不同的材料,禁帶寬度不同,導帶中電子的數目也不同,從而有不同的導電性。例如,絕緣材料SiO2的Eg約為5.2eV,導帶中電子極少,所以導電性不好,電阻率大於1012Ω·cm。半導體Si的Eg約為1.1eV,導帶中有一定數目的電子,從而有一定的導電性,電阻率為10-3—1012Ω·cm。金屬的導帶與價帶有一定程度的重合,Eg=0,價電子可以在金屬中自由運動,所以導電性好,電阻率為10-6—10-3Ω·cm。
Ⅱ 為什麼加入碳材料可以改變半導體的能帶
分析半導體能帶理論,必須從能級,能帶,禁帶,價帶,導帶開始.因此分析如下:
能級(Enegy Level):在孤立原子中,原子核外的電子按照一定的殼層排列,每一殼層容納一定數量的電子.每個殼層上的電子具有分立的能量值,也就是電子按能級分布.為簡明起見,在表示能量高低的圖上,用一條條高低不同的水平線表示電子的能級,此圖稱為電子能級圖.能帶(Enegy Band):晶體中大量的原子集合在一起,而且原子之間距離很近,以硅為例,每立方厘米的體積內有5×1022個原子,原子之間的最短距離為0.235nm.致使離原子核較遠的殼層發生交疊,殼層交疊使電子不再局限於某個原子上
Ⅲ 怎麼改變半導體材料的禁帶寬度
兩種方法,一個是加參雜去改變,還有一個辦法是改變材料的大小,比如使其在其中一個維度上小於的布羅意波的大小,使量子限制效應明顯的表現出來。
Ⅳ 半導體超晶格有哪些類型,及其能帶結構的特點
超晶格材料按形成它的異質結類型分為第一類、第二類和第三類超晶內格。
第一二三類超晶容格
第一類超晶格的導帶和價帶由同一層的半導體材料形成。
第二類超晶格的導帶和價帶在不同層中形成,因此電子和空穴被束縛在不同半導體材料層中。
第三類超晶格涉及半金屬材料。盡管導帶底和價帶頂在相同的半導體層中產生,與第一類超晶格相似,但其帶隙可從半導體到零帶隙到半金屬負帶隙之間連續調整。[1]
超晶格又分以下幾種
1.組分超晶格:在超晶格結構中,如果超晶格的重復單元是由不同半導體材料的薄膜堆垛而成的 叫做組分超晶格
2.摻雜超晶格:在同一種半導體中,用交替地改變摻雜類型的方法做成的新型人造周期性半導體結構的材料
摻雜超晶格的優點:任何一種半導體材料只要很好控制摻雜類型都可以做成超晶格;多層結構的完整性非常好,由於摻雜量一般比較小,雜質引起的晶格畸變也較小,摻雜超晶格中沒有像組分超晶格那樣明顯的異質界面;摻雜超晶格的有效能量隙可以具有從零到位調制的基體材料能量隙之間的任何值,取決於各分層厚度和摻雜濃度的選擇。
3.多維超晶格
4.應變超晶格
Ⅳ 半導體陶瓷的能帶結構有什麼特點
般把室溫下帶隙大於2.0eV的半導體材料歸類於寬頻隙半導體。
建議你參考這篇文章「國外軍事和宇航應用寬頻隙半導體技術的發展」 ,網路文庫也有。
Ⅵ 影響半導體能帶結構的因素有哪些
半導體( semiconctor),指常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以內及測溫容上有著廣泛的應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制,范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,而硅更是各種半導體材料中,在商業應用上最具有影響力的一種。