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  • 半導体

    半導体から見た正孔

    半導体中における電荷の移動の担い手である伝導電子と正孔は合わせてキャリア(carrier、担体)と呼ばれる。これら2種のキャリアは電圧を加えられることで互いに反対方向に移動し、継続的に流れれば電流となる。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た自由電子

    半導体において単に「電子」と言った場合は、伝導電子のみを指す。伝導電子は自由電子とほぼ同じ意味である。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た電場

    電気をどの程度通すかという電気伝導性を周囲の電場や温度によって敏感に変化させる性質は、今日の電子機械にとって重要であり、電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た不純物

    より厳密には、半導体とは、価電子帯の部分の状態密度が完全に電子で詰まった充満帯となっており、一方、伝導帯は空(空帯)で、価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質である。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことでよく区別されるが、厳密には不純物によって電気伝導率を制御できるかどうかによって区別されるべきであり、例えば、ダイヤモンドは絶縁体として扱われることがあるが、ダイヤモンドは実験値で室温で約5.47 eVのバンドギャップを持つ半導体であり、ダイヤモンドや窒化アルミニウムはワイドバンドギャップ半導体と総称される。通常、半導体として扱われる物質のバンドギャップは、シリコンで約1.1 eV、ゲルマニウムで約0.67 eV、ヒ化ガリウム化合物半導体で約1.4 eV。発光ダイオードなどではもっと広いものも使われ、リン化ガリウムでは約2.3 eV、窒化ガリウムでは約3.4 eVである。現在では、ダイヤモンドで5.27 eV、窒化アルミニウムで5.9 eVの発光ダイオードが報告されている。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見たボーア半径

    不純物の導入によって生成されたキャリアは、導入された不純物原子から受けるクーロン引力により束縛される。ただしその束縛は弱く、ゲルマニウムのn型半導体では、電子束縛エネルギー = -0.01 eV、ボーア半径 = 4.2 nm 程度であるため、結晶内の原子間距離 0.25 nm、室温での熱励起は約 0.025 eV 程度では単独原子の束縛を離れて結晶の原子同士間を自由に動き、これらの原子は互いの電子を共有する状態となる。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見たバンド理論

    バンド理論の項も参照のこと。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た

    電子機器で利用されている半導体の特徴は、や光、磁場、電圧、電流などの影響でその物性が顕著に変わることである。この特徴により、半導体の応用範囲は非常に多様なものとなっている。これらは適切な幅の禁制帯を持つバンド構造に由来し、電子が伝導電子になったり価電子になったりすることで、電気的・光学的・熱的などの面で性質が変化する。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た電流

    電子機器で利用されている半導体の特徴は、熱や光、磁場、電圧、電流などの影響でその物性が顕著に変わることである。この特徴により、半導体の応用範囲は非常に多様なものとなっている。これらは適切な幅の禁制帯を持つバンド構造に由来し、電子が伝導電子になったり価電子になったりすることで、電気的・光学的・熱的などの面で性質が変化する。半導体 フレッシュアイペディアより)

  • 半導体

    半導体から見た充満帯

    より厳密には、半導体とは、価電子帯の部分の状態密度が完全に電子で詰まった充満帯となっており、一方、伝導帯は空(空帯)で、価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質である。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことでよく区別されるが、厳密には不純物によって電気伝導率を制御できるかどうかによって区別されるべきであり、例えば、ダイヤモンドは絶縁体として扱われることがあるが、ダイヤモンドは実験値で室温で約5.47 eVのバンドギャップを持つ半導体であり、ダイヤモンドや窒化アルミニウムはワイドバンドギャップ半導体と総称される。通常、半導体として扱われる物質のバンドギャップは、シリコンで約1.1 eV、ゲルマニウムで約0.67 eV、ヒ化ガリウム化合物半導体で約1.4 eV。発光ダイオードなどではもっと広いものも使われ、リン化ガリウムでは約2.3 eV、窒化ガリウムでは約3.4 eVである。現在では、ダイヤモンドで5.27 eV、窒化アルミニウムで5.9 eVの発光ダイオードが報告されている。半導体 フレッシュアイペディアより)

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    半導体から見たドーパント

    多くの場合、半導体として機能させるには純粋な真性半導体のままでは電気伝導性が低いため、ドーパントと呼ばれる微量の添加物を混ぜて不純物半導体とする。このドープを厳密に調整して行なうことで電子や正孔であるキャリアの密度を上げ、電子部品用半導体として最適の特性を持つように製造される。p型とn型のいずれの半導体でも、必ず伝導電子と正孔を持っており、ドープされた物質の電子軌道による差から、これらの存在量がどちらか一方に、多くの場合は数桁以上の比で偏っている。つまり、多数キャリアが電子か正孔のどちらであるかによって、n型とp型に区別される。半導体 フレッシュアイペディアより)

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