Yarıiletken Fiziği Nedir?
Yarıiletken Fiziği Tanımı
Yarıiletken fiziği, iletkenler ve yalıtkanlar arasında elektriksel iletkenliğe sahip malzemelerin çalışmasını ifade eder. Bu, silikon ve germenyum gibi elementleri içerir.
Yarıiletkenlerin Özellikleri
Yarıiletkenler orta düzeyde dirençlere sahiptir ve direnç sıcaklık katsayısı negatif olduğundan, sıcaklık arttıkça direnç azalır.
Kovalent Bağ
Yarıiletken atomlarındaki valans elektronları, yarıiletken kristalindeki atomlar arasındaki bağlanmada önemli bir rol oynar. Her atomun en dıştaki kabuğunda sekiz elektron olma eğilimine sahip olması nedeniyle atomlar arasında bağlanma gerçekleşir.
Her yarıiletken atomunda dört valans elektronu bulunur ve komşu atomlardan dört elektron paylaşarak en dıştaki kabuğunda sekiz elektron oluşturabilir. Bu elektron paylaşımı kovalent bağları oluşturur.
Her yarıiletken atom, kristaldeki dört komşu atomla dört kovalent bağ oluşturur. Yani, her dört komşu yarıiletken atomla bir kovalent bağ oluşturulur. Aşağıdaki şekil, germenyum kristalinde oluşan kovalent bağı göstermektedir.
Germenyum kristalinde, her atomun son yörüngesinde sekiz elektron bulunmaktadır. Ancak, izole bir tek germenyum atomunda 32 elektron vardır. İlk yörünge 2 elektron, ikinci yörünge 8 elektron, üçüncü yörünge 18 elektron ve kalan 4 elektron dördüncü veya en dıştaki yörünge içindedir.
Ancak, germenyum kristalinde her atom, en dıştaki yörüngesini sekiz elektronla doldurmak için dört komşu atomdan dört valans elektron paylaşıyor. Bu şekilde, kristal içindeki her bir atomun en dıştaki yörüngesinde sekiz elektron olacaktır.
Kovalent bağların oluşumu, her valans elektronunu bir atoma bağlar, bu da ideal bir yarıiletken kristalinde serbest elektron bırakmaz. Bu bağlar sayesinde atomlar düzenli bir biçimde sıralanır ve yarıiletkenin kristal yapısını oluşturur.
Enerji Band Teorisi
Yarıiletkenler, valans ve iletim bandları arasında küçük bir enerji boşluğu bulundurur. Bu, enerji uygulandığında elektronların hareket etmesine ve elektriğin iletilmesine olanak tanır.
Yarıiletken Türleri
İntrinsik Yarıiletken
Ekstrinsik Yarıiletken
N-tipi ve P-tipi Yarıiletken
