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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 半导体 » 掺杂增加，禁带减小应该怎么解释
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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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发论文！！！
1楼 2012-11-08 10:16:36
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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 ]
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9楼2012-11-10 08:53:08
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jluxiaoxi

木虫 (正式写手)
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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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lsle01
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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发论文！！！
3楼2012-11-08 13:47:34
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wangyong832

银虫 (著名写手)
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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。
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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。
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5楼2012-11-09 09:57:29
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bazhuayuyu

木虫 (著名写手)
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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
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6楼2012-11-09 18:40:23
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wangyong832

银虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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。
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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。。
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念
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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发论文！！！
10楼2012-11-10 09:04:21
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