Зачетная работа по дисциплине: химия радиоматериалов

Как связана ширина запрещенной зоны с электропроводностью полупроводниковых материалов ?

С ростом ширины запрещенной зоны число электронно-дырочных пар и проводимость собственного полупроводника уменьшается, а удельное сопротивление увеличивается.
Запрещённая зона — область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном (бездефектном) кристалле. В полупроводниках запрещённой зоной называют область энергий, отделяющую полностью заполненную электронами валентную зону (при Т=0 К) от незаполненной зоны проводимости. Ширина запрещённой зоны — это ширина энергетического зазора между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны, в котором отсутствуют разрешённые состояния для электрона. Ширина запрещённой зоны (минимальная энергия, необходимая для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости) для полупроводников составляет от нескольких сотых до нескольких электрон-вольт. Полупроводники с шириной запрещённой зоны менее ~0.3 эВ называют узкозонными полупроводниками, а полупроводники с шириной запрещённой зоны более ~3 эВ — широкозонными полупроводниками.
Ширина запрещенной зоны(Eg) не обязательно величина строго положительная. Она может оказаться и равной нулю, или даже отрицательной. При Eg = 0 зоны проводимости и валентная смыкаются в точке p = 0, и для возникновения пары свободных носителей заряда тепловая активация не требуется. Соответственно концентрация носителей (а с ней и электропроводность вещества) оказывается отличной от нуля при сколь угодно низких температурах, как в металлах. Поэтому такие вещества относят к полуметаллам. К числу их относится, например, серое олово. При Eg < 0 валентная зона и зона проводимости перекрываются. Пока это перекрытие не слишком велико, рассматриваемое вещество также оказывается полуметаллом.

2011.зачет