Hvað eru orkuröð silícons?

Hvað eru orkuröð silícons?

Skilgreining á silíconi

Silícón er skilgreint sem miðuleður með eiginleikum milli leðurs og ógefur, mikilvæg fyrir rafmagnstækni.

Silícón hefur færri frjálsar rafeindir en leður en fleiri en ógefa. Þessi einstaka eiginleiki gerir silícóni víðtæklega notað í rafmagnstækni. Silícón hefur tvo tegundir af orkuröðum: rafleysisröðina og valensröðina. Valensröðin er mynduð af orkustigum með valenseindum. Við alnæmi 0oK er valensröðin full af rafeindum og engin straum fer.

Rafleysisröðin er hærri orkustigsröð þar sem frjálsar rafeindir, sem geta ferðast allan stað í fastinu, finnast. Þessar frjálsar rafeindir eru að svara fyrir straumsferð. Orkuhléðið milli rafleysisröðinnar og valensröðinnar kallast bannorðuð orkuhlé. Þetta hlé ákvarðar hvort efni sé leður, ógefa eða miðuleður.

Stærð bannorðuðu orkuhliðsins ákvarðar hvort fast sé leður, ógefa eða miðuleður. Leður hafa ekki hlé, ógefur hafa stórt hlé og miðuleður hafa mætt hlé. Silícón hefur bannorðuð orkuhlé af 1,2 eV við 300 K.

Í silícónkrystalli halda samanbúnaðarband saman atómið, sem gervir silícón elektrískjaðnefnum. Þegar rafeyra brotnar úr samanbúnaðarbandinu, lætur hann atri. Sem hiti stækkar, flýgur fleiri rafeindir yfir í rafleysisröðina, sem myndar fleiri atri í valensröðinni.

Orkuröðarskýring silícóns

Orkuröðarskýring silícóns sýnir orkustigi rafeinda. Í eigandi silícóni er Fermi-stig í miðju orkuhliðsins. Með því að dreifa eiganda silícón með gefandarögnir verður hann n-gerð, sem færir Fermi-stigin nærmari rafleysisröðinni. Dreifing með tekjaraögnir gerir hann p-gerð, sem færir Fermi-stigin nærmari valensröðinni.

Orkuröðarskýring eigands silícóns

Orkuröðarskýring dreifðs silícóns