Ποια είναι η ενεργειακή ζώνη του Γερντερίου;
Στο γερμανικό, η ζώνη σθένους σχηματίζεται κυρίως από τα τροχιακά συγκόλλησης μεταξύ των ατόμων της γερουσίας, ενώ η ζώνη αγωγιμότητας σχηματίζεται από τα αντι-δεσμευτικά τροχιακά. Το bandgap στο γερμανικό είναι περίπου 0,66 eV σε θερμοκρασία δωματίου (300 K). Αυτό σημαίνει ότι απαιτεί ελάχιστη ενέργεια 0,66 eV για να διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας, επιτρέποντας στο ηλεκτρόνιο να συμμετέχει στην ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Οι ενεργειακές ζώνες στη GE δεν είναι απλές παραβολικές ζώνες όπως σε πολλούς στοιχειώδεις ημιαγωγούς. Αντ 'αυτού, παρουσιάζουν μια πιο περίπλοκη δομή με πολλαπλές κοιλάδες και μη παραβολικές σχέσεις διασποράς. Η ζώνη αγωγιμότητας έχει δύο ελάχιστα, το ένα στο κέντρο της ζώνης Brillouin (γ-Valley) και η άλλη στην άκρη (L-Valley). Το γ-Valley έχει χαμηλότερη αποτελεσματική μάζα από το L-Valley, καθιστώντας τα ηλεκτρόνια πιο κινητά στο γ-κοιλάδες.
Η ζώνη του γερμανίου εξαρτάται από τη θερμοκρασία, μειώνοντας καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμική ενέργεια που παρέχεται στο πλέγμα σε υψηλότερες θερμοκρασίες αναγκάζει τα άτομα να δονείται περισσότερο, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει την επικάλυψη των λειτουργιών των κυμάτων ηλεκτρονίων και μειώνει το χάσμα ενέργειας μεταξύ των ζωνών σθένους και αγωγιμότητας.
Η δομή της ενέργειας της ζώνης του Γερμανίου και η εξάρτηση από τη θερμοκρασία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό των ηλεκτρικών και οπτικών ιδιοτήτων της. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες συσκευές ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων των τρανζίστορ, των διόδων, των ηλιακών κυττάρων και των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
