为什么要缩小半导体的禁带
1. 为什么半导体LED温度升高,电子与空穴的浓度会增加,禁带宽度会减小,电子迁移率将减小
温度升高导致杂质电离增加,载流子浓度加大,由于重掺杂效应,禁带宽度变窄。
由于载流子增多,其与晶格碰撞几率增大,导致单位数量电子速度降低,载流子迁移率下降。
这个与LED有什么关系?
2. 半导体的禁带宽度大小对它的用途有何影响请举例说明
禁带宽度对于半导体器件性能的影响非常大,它直接决定着器件的耐压和专最高工作温度;比属如氮化镓禁带宽度很大,即便高温价带电子也很难吸收大于Eg的热辐射的能量跳变到导带,这样就能继续发挥半导体作用,同理因为跃迁能量较大,所以GaN更难被击穿,因此常用作高压耐高温器件,也有很高的抗辐射性能。
另一方面,通过掺杂调节禁带宽度可以制作高电子迁移率晶体管(HEMT,High Electron Mobility Transistor)。这种器件及其集成电路都能够工作于超高频(毫米波)、超高速领域,原因就在于它采用了异质结及其中的具有很高迁移率的所谓二维电子气来工作的;而高迁移率的原因部分在于禁带宽度不同的半导体组成异质结。
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3. 为什么半导体材料的禁带宽度愈大,势垒区复合电流愈大
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4. 研究半导体的禁带宽度的有什么意义
禁带宽度(Band gap)是指一个能带宽度(单位是电子伏特(ev)),固体中电子的能量是不可以连续版取值权的,而是一些不连续的能带,要导电就要有自由电子存在,自由电子存在的能带称为导带(能导电),被束缚的电子要成为自由电子,就必须获得足够能量从而跃迁到导带,这个能量的最小值就是禁带宽度
禁带宽度是半导体的一个重要特征参量,其大小主要决定于半导体的能带结构,即与晶体结构和原子的结合性质等有关。
简而言之,禁带宽度的大小实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产生本征激发所需要的最小能量。
5. 为什么电子从其价键上挣脱出来所需的最小能量就是半导体的禁带宽度
禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。
推荐看看这片文章,主要介绍能带理论.
6. 影响半导体禁带宽度的因素有哪些分别是怎么影响的
我来回答一下,来本人某电微自电子科学与工程专业,有表述不当之处,望批评指正。
影响半导体禁带宽度的因素主要有两种:温度与掺杂浓度。(以si、Ge、GaAs半导体为主)
1、半导体禁带宽度具有负温度系数:
从原子到晶体,经过价键杂化(即:sp3杂化),一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时,晶体的原子间距增大,能带宽度虽然变窄,但禁带宽度却是减小的。(这里解释一下,虽然原子间距增大了,并且能带宽度变窄了,但是此时有多条能带,相对来说,禁带宽度是变小的);
2、掺杂浓度升高时,由于杂质能级的出现,可能导致禁带宽度变窄:
其实这一点从本质来解释是不太好理解的,我这里举个例子,再给出我个人的一些理解,希望可以帮助你理解这一点。例:在BJT中,发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是,有了杂质能级的加入,导电性增强,就像把禁带宽度一分为二,原先的阻碍减少了一部分,相当于禁带宽度变窄了。(纯属个人理解)
7. 半导体的禁带怎么形成的
对于包括半导体来在自内的晶体,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)。
8. 为什么半导体中原子间距小的地方禁带宽度大呢
原子间距小,相互约束能力强,导致energy
band
gap
变大。
9. 按照紧束缚近似,为什么si,ge等半导体的禁带宽度随温度升高而降低
Si,Ge都是金刚石结构的半导体。
原子在结合成为晶体时,价键要产生所谓的杂化(S太和P太的内杂化,SP3杂化)容,结果使一条原子能级并不是简单的对应一条能带。温度升高时,原子间间距变大,虽然能带变窄,但是禁带宽度也是变窄的(负温度系数)。
在一定温度下,半导体中的大量电子不停地做无规则的热运动,电子可以通过晶格热振动获得能量。
随着温度的升高,晶格运动剧烈程度越高,晶格内原子对电子的束缚能力越弱,价带电子更容易脱离原子束缚而进入导带,所以相应的禁带宽度会变窄。