Friday, June 19, 2015

semi ,silicon 少數電子因速度較大而脫離共價鍵,成為帶負電的自由電子,大約5×1012 (5兆) 個矽原子才能產生1個自由電子,才能導電

.兩個價原子軌域因為交互作用,會使得原來的軌域形成兩個價分子軌域(原子軌域的重疊會產生分子軌域),一個比原來的能量高,一個比原來的能量低(如圖)

,少數電子因速度較大而脫離共價鍵,成為帶負電的自由電子,大約5×1012 (5兆) 個矽原子才能產生1個自由電子,才能導電


,少數電子因速度較大而脫離共價鍵,成為帶負電的自由電子,大約5×1012 (5兆) 個矽原子才能產生1個自由電子,才能導電

(silicon, Si)和鍺(germaniun, Ge)最外層軌道都具有4個價電子,彼此以共價鍵結合,符合八隅體規則,因此最外層具有8個價電子。
電子被束縳於共價鍵,以致純半導體幾乎不導電。除非溫度是絕對零度,否則只要有溫度,電子即會運動(室溫下,矽中電子的動能大約只有26mV),但受到共鍵價的束縛,只能在原處附近運動,無法脫離原子。但是從機率的觀點視之,少數電子因速度較大而脫離共價鍵,成為帶負電的自由電子,大約5×1012 (5兆) 個矽原子才能產生1個自由電子,才能導電,但是比起金屬而言,(每一個銅原子,可以提供一個自由電子),此部份的電流非常小,很難有實際的用途。
如何才能提高導電度?甚至控制半導體的導電度呢?一個最簡單的方法就是加熱,但是加熱對於提升半導體的導電度效果有限(即使提高100℃,導電度提高1000倍,跟導體還是差很多)
有沒有更效的方法可以改變導電度呢?我們用第五族的元素當作雜質,取代一個矽原子,則矽+五族元素的外層總電子數變為(5+4)=9個,扣除共價鍵的8個,就能多出1個自由電子做為導電用,而且視我們取代多少矽原子,可以由我們來控制半導體的導電度。【摻入(dope)雜質(impurity)的半導體稱為異質半導體(extrinsic semiconductor),相對於不加入雜質的本質半導體(intrinsic semiconductor) 】


半導體- 維基百科,自由的百科全書 - Wikipedia

https://zh.wikipedia.org/zh-hant/半导体
半導體是指一種導電性可受控制,範圍可從絕緣體至導體之間的材料。 ... 電子傳導的方式與銅線中電流的流動類似,即在電場作用下高度電離的原子將多餘的電子向着 ...
  • 半導體製程及原理

    www2.nsysu.edu.tw/IEE/lou/elec/web/process/semi.htm
    半導體通常採用矽當導體,乃因矽晶體內每個原子貢獻四個價電子,而矽原子內部原子核帶有四個正電荷。相鄰原子間的電子對,構成了原子間的束縛力,因此電子被緊 ...
  • [PDF]電子與電洞導體中原子間的鍵結都是共價鍵

    140.120.11.150/~ael/lecturenote/2_2.pdf
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  • [PDF]半導體(semi-conductor)

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  • [PDF]P

    csm01.csu.edu.tw/0508/991/W2.pdf
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  • [DOC]11、電子材料

    210.59.2.1/jfvs531/94/word/11、電子材料.doc
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  • 原子晶体_百度百科

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    baike.baidu.com/view/2080376.htm 轉為繁體網頁
    晶体硅通常呈正四面体排列,每一个硅原子位于正四面体的顶点,并与另外四个硅原子以共价键紧密结合。 ... 这些悬空键对硅作为导体的性质有很大的负面影响。
  • 半導體

    teacher.cmsh.cyc.edu.tw/~yesmydi/class/ic.htm
    以導電性來說,介於導體與非導體間之物質(如矽或鍺),其導電性居於金屬與絕緣體 ... 矽原子的最外層有四個電子,純矽原子間以共價(共用電子)的方式,形成一相當 ...
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