Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvad er materialekonstant for en semi -ledere?

Der er ikke en enkelt "materiel konstant" til halvledere. I stedet er halvledere kendetegnet ved en række konstanter, der hver beskriver en bestemt egenskab. Nogle af de vigtigste materialekonstanter for halvledere inkluderer:

Intrinsiske egenskaber:

* Bandgap Energy (f.eks.): Dette er energiforskellen mellem Valence Band og ledningsbåndet. Det bestemmer den minimale energi, der kræves for at begejstre et elektron fra valensbåndet til ledningsbåndet, og påvirker således den elektriske ledningsevne af halvlederen.

* Effektiv masse (M*): Dette repræsenterer massen af ​​et elektron eller et hul i krystalgitteret, som er påvirket af interaktionen med gitteret. Det påvirker mobiliteten af ​​ladningsbærere i materialet.

* dielektrisk konstant (ε): Dette beskriver halvlederens evne til at opbevare elektrisk energi. Det påvirker kapacitansen af ​​halvlederenheder.

* Elektronmobilitet (μn): Dette repræsenterer, hvor let elektroner kan bevæge sig gennem materialet under påvirkning af et elektrisk felt.

* hulmobilitet (μP): Dette repræsenterer, hvor let huller kan bevæge sig gennem materialet under påvirkning af et elektrisk felt.

ekstrinsiske egenskaber:

* Dopingkoncentration (ND, NA): Dette henviser til koncentrationen af ​​urenhedatomer tilsat til halvlederen, der ændrer sin ledningsevne.

* bærerkoncentration (N, P): Dette henviser til koncentrationen af ​​frie elektroner og huller i halvlederen. Det påvirkes af doping og temperatur.

Andre vigtige egenskaber:

* brydningsindeks (n): Dette beskriver bøjningen af ​​lys, når det passerer gennem halvlederen, og er vigtig for optiske anvendelser.

* termisk ledningsevne (K): Dette beskriver materialets evne til at overføre varme. Det er vigtigt for håndtering af varmeafledning i halvlederenheder.

De specifikke materialekonstanter af en halvleder er afhængige af dens sammensætning, krystalstruktur og dopingniveau.

Eksempel: Silicon (SI) har en båndgap -energi på 1,12 eV, en elektronmobilitet på 1350 cm²/VS og en dielektrisk konstant på 11,8.

At forstå disse materialekonstanter er afgørende for at designe og analysere halvlederenheder.