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半導体の備忘録

S.M. SZE, SEMICONDUCTOR DEVICES Physics and Technologyを読んでみる.
備忘録として日本語か,気分によっては英語でメモしていくことにする.
テキトーに.

エネルギーバンドとキャリア密度

半導体の基本的な性質について.

キーワード:結晶構造,バレンスバンド,エネルギーバンド,キャリア密度,

半導体物性

絶縁体と金属の中間の導電性.
導電率は温度・発光・磁場・純度に敏感.

導電率を人工的に自在に変化させることが出来るのが工業的に,電気的に扱いやすいのが最大の特徴.それこそが半導体の本質.みたいなことを授業で聞いた記憶がある.

Si, Ge, GaAs

化合物系ではGaAsがよく使われる.

結晶構造

格子定数

simple cubic, body-centerd cubic, face-centerd cubic

問題:

結晶の面,ミラー指数
crystal plane, miller indices(indices: indexの複数形)

参考:http://hooktail.sub.jp/solid/millerIndex2/

valence band(価電子帯)

valence: 原子価・結合価
語源は「力」らしい

covalent bonding:共有結合

温度が高くなると,共有結合電子が自由電子へ.
抜けた所はholeになる.

holeは液体の泡のようなもの

エネルギーバンド

この節は長い.

原子1つの場合,の電子が持つエネルギーは,ボーアモデル的(詳細略)に

E = -13.6/n^2 eV

原子2つの場合,距離が離れていれば,電子が持つエネルギーはそれぞれ原子が単体だった時と同じ.
しかし,近づけていくと,電子が持つエネルギーがそれぞれ全く同じなんてことはなくて,原子のinteractionで電子が持つエネルギーが変わってしまう(splitしてしまう).
じゃあ,結晶のように多数のN個の原子が集まったら,電子が持つエネルギーもそれぞれN個にsplitすることになる.
splitしまくると,不連続だけど連続のように帯のようにみえるわけで,それがエネルギーバンドというものだ.


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