Забранената Зона - енергиен интервал, който разделя валентност лентата и проводимост. В Bandgap определя на физикохимичните свойства на електронни материали. Целта на това изследване е да се определи ширината на забранената групата на полупроводника чрез измерване на температурната зависимост на обратната течения на р-п възел.
2. Енергийният спектър на електроните в кристала.
Всеки електрон на атом, има определена обща енергия, и отнема съответното ниво на енергия в диаграмата на лента. В твърдо вещество, което се дължи на взаимодействието на атома, енергийните нива са разделени на енергийните ленти. Те се състоят от отделни близко разположени енергийни нива, броят на които съответства на броя на атомите в хомогенна кристал (Фиг.2.1).
E - Bandgap.
Ris.2.1.Energeticheskie зона в полупроводника.
Енергийната група, или комбинация от няколко припокриващи енергийни групи, които се образуват в резултат rasscheplpniya един или повече енергийни нива на един атом, се нарича позволено поле. Електроните в твърди тела могат да имат енергии, отговарящи на лиценза за подновяване на зоната. Нивата на енергия на електроните валентните в валентност форма лента разцепване. Позволени нива на енергия, свободни електрони в спокоен глас състояние на атома, се разделят, за да се образува един или повече свободни зони. Дъното на свободните зони се нарича проводимост. От най-голям интерес са валентност групата и групата на проводимост, като от относителната им разположение и тяхната степен на напълване на електроните зависими електрически, оптични и други свойства на твърди вещества. Поради естеството на зоната за пълнене всички кристали са разделени в два класа. Първият са материалите, в които по-горе зона е изцяло запълнена частично запълнена зона (Фиг.2.2).
Ris.2.2.Obrazovanie частично запълнена зона.
Електроните частично запълнени зона под въздействието на външно електрическо поле може да се увеличи енергийната си, става покриваща нива на достъпност. Това означава, че в кристал с такава структура група, дори в присъствието на слаба електрическо поле в отсъствието на други влияния енергия (светлина, повишаване на температурата и т.н.) възможните посоки на движение на електрони, което означава, че потокът на електрически ток. По този начин, кристали с частично предварително напълнена оставя група принадлежат към проводниците.
Друг клас са материали, в които (фигура 2.3), разположени в заготовката abosolyutnogo нула през изцяло запълнени зони.
Ris.2.3.Zonnaya диаграма полупроводници.
Такава структура зони имат, например, елементи от Група IV - въглерод в диамантени модификации, силиций, германий, калай, сиво и много химични съединения - метални оксиди, нитриди, карбиди, и т.н. В изцяло запълнена валентност лента електрони са възпрепятствани да промени състоянието си при приложено електрическо поле, т.е. не са в състояние да участва в текущия образование. Това не допринася за електропроводимост и напълно безплатна зона на проводимост.
Въпреки това, ако разликата лента е малък, когато температурата се повиши преход на валентните електрони лента проводимост. Броят на електрони е експоненциално увеличава с повишаване на температурата. Следва да се отбележи, че с преминаването на електроните в проводимата зона се появяват свободни енергийни нива в валентната зона. Това означава, че същото е възможно да промените вашата енергия за електроните валентните, т.е. да участва в текущия образование. Така, в кристали с тясна лента полупроводници недостига са. При стайна температура, ширината на забранената зона в E силиций е 1.12 ЕГ; германий E = 0,72 ЕГ; галиев арсенид E = 1,43 ЕГ; върху силициев карбид 2.4 - 3.4 ЕГ (за различни polytypes).
Ако достатъчно широка забранена зона, преходът на валентните малко вероятно в проводимата зона. Тези твърди вещества са диелектрици. По този начин, диелектрици различен от полупроводников Bandgap. Обикновено, за диелектрици включват вещества, които имат E <3 эВ. а к полупроводникам - Е <3 эВ .
В Bandgap варира с температурата. Това се случва в резултат на:
- промяната на амплитудата на термичните вибрациите на кристалната решетка атоми;
- промени interatomic разстояния, т.е. обем на тялото.
С повишаване на температурата в първия случай, разликата лента намалява в последния случай може или намаляване или увеличаване в зависимост от структурата на лента. За повечето полупроводници разликата лента намалява с повишаване на температурата.
Свързани статии