Τι είναι το υλικό σταθερό για ημι -αγωγούς;

Δεν υπάρχει ούτε ένα "σταθερό υλικό" για τους ημιαγωγούς. Αντ 'αυτού, οι ημιαγωγοί χαρακτηρίζονται από μια ποικιλία σταθερών, καθένα από τα οποία περιγράφει μια συγκεκριμένη ιδιότητα. Μερικές από τις σημαντικότερες σταθερές υλικών για τους ημιαγωγούς περιλαμβάνουν:

Εγγενείς ιδιότητες:

* Energy Bandgap (π.χ.): Αυτή είναι η ενεργειακή διαφορά μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας. Καθορίζει την ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για να διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας και έτσι επηρεάζει την ηλεκτρική αγωγιμότητα του ημιαγωγού.

* Αποτελεσματική μάζα (m*): Αυτό αντιπροσωπεύει τη μάζα ενός ηλεκτρονίου ή οπής στο κρυσταλλικό πλέγμα, το οποίο επηρεάζεται από την αλληλεπίδραση με το πλέγμα. Επηρεάζει την κινητικότητα των φορέων φορτίου στο υλικό.

* Διευθυντική σταθερά (ε): Αυτό περιγράφει την ικανότητα του ημιαγωγού να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια. Επηρεάζει την χωρητικότητα των συσκευών ημιαγωγών.

* Κινητικότητα ηλεκτρονίων (μΝ): Αυτό αντιπροσωπεύει πόσο εύκολα τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν μέσω του υλικού υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου.

* κινητικότητα οπών (μρ): Αυτό αντιπροσωπεύει πόσο εύκολα οι τρύπες μπορούν να μετακινηθούν μέσω του υλικού υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου.

Εξωτερικές ιδιότητες:

* συγκέντρωση ντόπινγκ (ND, NA): Αυτό αναφέρεται στη συγκέντρωση ατόμων ακαθαρσίας που προστίθενται στον ημιαγωγό, το οποίο μεταβάλλει την αγωγιμότητά του.

* συγκέντρωση φορέα (n, p): Αυτό αναφέρεται στη συγκέντρωση ελεύθερων ηλεκτρονίων και οπών στον ημιαγωγό. Επηρεάζεται από το ντόπινγκ και τη θερμοκρασία.

Άλλες σημαντικές ιδιότητες:

* Δείκτης διάθλασης (n): Αυτό περιγράφει την κάμψη του φωτός καθώς περνάει από τον ημιαγωγό και είναι σημαντική για τις οπτικές εφαρμογές.

* Θερμική αγωγιμότητα (k): Αυτό περιγράφει την ικανότητα του υλικού να μεταφέρει θερμότητα. Είναι σημαντικό για τη διαχείριση της διάχυσης θερμότητας σε συσκευές ημιαγωγών.

Οι συγκεκριμένες σταθερές υλικού ενός ημιαγωγού εξαρτώνται από τη σύνθεση, την κρυσταλλική δομή και το επίπεδο ντόπινγκ.

Παράδειγμα: Το πυρίτιο (SI) έχει ενέργεια ζώνης 1,12 eV, κινητικότητα ηλεκτρονίων 1350 cm²/VS και διηλεκτρική σταθερά 11,8.

Η κατανόηση αυτών των υλικών σταθερών είναι ζωτικής σημασίας για το σχεδιασμό και την ανάλυση συσκευών ημιαγωγών.