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mlcen

银虫 (正式写手)

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[交流] 【求助】半导体掺杂，我的理解对吗？

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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1楼 2010-01-15 10:11:40

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bdtlyh

铜虫 (小有名气)

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专业: 凝聚态物性 II ：电子结构

★ ★ ★ ★ ★
mlcen(金币+5,VIP+0): 1-18 18:16

引用回帖:

Originally posted by mlcen at 2010-1-18 17:34:

单电子近似和电子自由运动不是一回事，单电子近似后的薛定谔方程仍然含有势场，只要有势场，就不能叫自由运动。

最后说明：我所说的电子的自由运动，并不是严格意义上的自由粒子，而是有效质量近似下的无量子束缚的粒子，以半导体体材料为例，在有效质量近似下，薛定谔方程中周期势场已经完全不出现，波函数为包络波函数；再以量子阱为例，自由方向的波函数处理经常用到的一个方法就是近似看做自由粒子波函数，而计算结果和实验非常符合。这儿成立的条件是：1、附加势垒在原胞尺度变化足够缓慢；2、和此势垒相比，电子能带极值与其他能带的带隙足够大。反过来，如果涉及到原胞尺度，涉及到半导体材料某个杂质或者某个原子，这时候是另外一回事，因为如果这样，原子核自旋要不要考虑？自旋之间的耦合呢？每个原子的轨道波函数的表示，或者说关于材料点群或者空间群的表示的变化？等等会越来越复杂，能带论不是万能的，我前面说过，但是它也在发展。