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【求助】半导体掺杂，我的理解对吗？
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本征半导体硅在低温下，空的导带上应该没有热激发电子，如果不掺杂，价带为满带不导电表明价电子局域在格点，如果掺入3价的元素替代一部分硅原子，将在价带上留下空穴，对掺杂后价带上的电子系统，我的理解有两种： 一、掺空穴后，相当于掺入了量子涨落，价带上的剩余价电子退局域化，变成自由电子，所以能导电。 二、掺空穴后，价带上的剩余价电子仍然局域在格点，只是在共价键上留下空位，空位移动因此导电。 请问哪一种理解正确？ [ Last edited by mlcen on 2010-1-15 at 10:45 ] |
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有没有这种可能，半导体中每个硅位的4个共价键上的8个价电子本来可以巡游的，由于阻塞，没法巡游，掺入空穴后，有了空位，就真的巡游起来，开始导电了，由于价电子太多空位太少，这些价电子的集体巡游情况刚好等效于带正电的空穴子（干脆叫它正电子）的流动。 对于结构中的电子，我认为应该动态的看，某个硅的8阁价电子和其他硅的有区别吗？没有，都处在价带上，他们是动态平衡的，不是静止在某个位置的，所以应该具有长程库仑势。也就是说，由于半导体材料是可以用能带论很好解释的材料，那么电子是可以在周期势场中自由运动的，那么基本上不再考虑局域电子，那么也就没有所谓巡游电子了，按照某文献的说法，巡游电子是即在周期场中运动，又有一定局域性的电子，而半导体材料中一般把电子看做自由运动的，因此楼主所说的由于阻塞没有巡游是不对的，电子在价带中运动，也就是硅的价电子运动，但是由于是满带，所以整体没有电流，当掺入杂质以后，杂质原子代替了某硅原子，由于缺少一个电子，因此多出来一个空穴位置，而这个空穴位置的能级与其他价电子的能级相差很少，因此很容易有获得涨落或热运动的高点能量的电子占据，那么这个电子原来的位置就会出现空穴，相应的空穴也就运动起来了。如果再详细一些，由于掺杂原子和硅原子不同，电负性晶格常数等也会发生变化，相应杂质位置就会有电子陷阱、晶格弛豫，也会出现相关的缺陷，这个就是更进一步的内容了。 以上解释是基于能带论的观点，而能带论的基础是单电子近似，因此并不与局域电子模型等相矛盾，只是对不同材料的理论解释，也可以看出理论的局限性，只是探讨，多多指正。 |
19楼2010-01-18 14:09:41
2楼2010-01-15 10:32:45
supconsimit
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- 专业: 无机非金属类高温超导与磁
3楼2010-01-15 10:55:04
4楼2010-01-15 11:00:35