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lsle01

铁虫 (小有名气)

[交流] 掺杂增加,禁带减小应该怎么解释 已有8人参与

看到的解释有:杂质在禁带中提供了能级,导致导带向下延伸,所以禁带小了。
我的疑问是:如何解释随着掺杂量的逐步增加,禁带逐步减小,最后趋于常数。
可以理解为掺杂增加后,杂质带来的能级作用越来越明显吗?
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pandabear

金虫 (小有名气)

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蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-11-11 09:21:48
当杂质原子增多,原子间的间距减小,电子共有化现象发生。电子之前可以在所有杂质原子同一能级自由运动,随着原子增多,间距减小,电子可以在所有原子所有能级自由运动,这就表现为能级分裂,扩展成能带,所以禁带减小。能级分裂的程度与杂质材料和掺杂浓度有关。当浓度超过一定值后,能级扩展成能带,进一步增加浓度,对能带宽度影响不大,但是对当中的分裂能级之间的间隔有点影响,影响很小。所以禁带宽度趋于稳定值。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
9楼2012-11-10 08:53:08
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jluxiaoxi

木虫 (正式写手)

★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-11-09 08:02:24
这是个经典的半物问题,杂质能级都在禁带中,以N型半导体为例,杂质能级靠近导带,热激发后可以提供电子作为载流子。但是随着掺杂浓度增加,杂质提供的电子变多,但是每个能级上能够提供的态密度是一定的,所以杂质能级就会变成一个能带并向导带延伸,如果掺杂浓度足够高,杂质能带就有可能和导带连在一起了形成一个整体的能带,从而看起来就是禁带宽度变小,距离为价带到杂质能级的最低能级之差了,不知道说没说明白。也许有不严格的地方,但都是自己学习半导体物理后理解的,你可以自己看看

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2楼2012-11-08 10:52:22
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lsle01

铁虫 (小有名气)

送鲜花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by jluxiaoxi at 2012-11-08 10:52:22
这是个经典的半物问题,杂质能级都在禁带中,以N型半导体为例,杂质能级靠近导带,热激发后可以提供电子作为载流子。但是随着掺杂浓度增加,杂质提供的电子变多,但是每个能级上能够提供的态密度是一定的,所以杂质 ...

按照这个理论,掺杂少量的时候,在导带底附近产生一个能级,掺杂增多,能级分裂为能带,向下延伸,这就解释了为什么掺杂量增多禁带减小;但是能级的态密度一定,也就是延伸的距离有限,所以到达一定掺杂量后禁带表现为一个定值。
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3楼2012-11-08 13:47:34
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wangyong832

银虫 (著名写手)


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引用回帖:
2楼: Originally posted by jluxiaoxi at 2012-11-08 10:52:22
这是个经典的半物问题,杂质能级都在禁带中,以N型半导体为例,杂质能级靠近导带,热激发后可以提供电子作为载流子。但是随着掺杂浓度增加,杂质提供的电子变多,但是每个能级上能够提供的态密度是一定的,所以杂质 ...

说的似乎是简并半导体的概念。
4楼2012-11-09 02:36:36
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floljf

金虫 (正式写手)


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3楼: Originally posted by lsle01 at 2012-11-08 13:47:34
按照这个理论,掺杂少量的时候,在导带底附近产生一个能级,掺杂增多,能级分裂为能带,向下延伸,这就解释了为什么掺杂量增多禁带减小;但是能级的态密度一定,也就是延伸的距离有限,所以到达一定掺杂量后禁带表 ...

你的理解有以下几个问题:

1. 掺杂的问题,以n type为例,是通过施主浓度ND与导带底态密度NC之间的关系讨论的,当掺杂达到一定的浓度后,ND>>NC,费米能级进入到导带,Eg增大;进一步增加ND至杂质能级分裂为杂质能带时,Eg减小。所以随着掺杂的量增加,Eg是先增加后减小的。
2.能级的态密度是一定的?没有明白你表达的意思!态密度的意思是一定能量区间内能级的分裂情况的描述函数,这个取决于材料的。
5楼2012-11-09 09:57:29
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bazhuayuyu

木虫 (著名写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
4楼: Originally posted by wangyong832 at 2012-11-09 02:36:36
说的似乎是简并半导体的概念。...

简并带隙会增加吧
6楼2012-11-09 18:40:23
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wangyong832

银虫 (著名写手)


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引用回帖:
6楼: Originally posted by bazhuayuyu at 2012-11-09 18:40:23
简并带隙会增加吧...

我印象中  简并是重掺杂使得杂志能级扩展为能带  然后与导带或价带相连, 禁带宽度应该会减少啊。
7楼2012-11-10 06:51:07
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据说的种种

木虫 (著名写手)

大将

这个是半导体能带的知识,掺杂能够增加半导体的导电性,当然禁带宽度也会减小。。
8楼2012-11-10 08:52:14
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lsle01

铁虫 (小有名气)

引用回帖:
9楼: Originally posted by pandabear at 2012-11-10 08:53:08
当杂质原子增多,原子间的间距减小,电子共有化现象发生。电子之前可以在所有杂质原子同一能级自由运动,随着原子增多,间距减小,电子可以在所有原子所有能级自由运动,这就表现为能级分裂,扩展成能带,所以禁带减 ...

谢谢,这个解释很有说服力
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10楼2012-11-10 09:04:21
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