Bendbreĉo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

Ĉe solid-stata fiziko (kaj rilataj aplikitaj kampoj), la benda breĉo estas la energia malsameco inter la supro de la valenta bendo kaj la subo de la konduktiva bendo ĉe izolaĵoj kaj duonkonduktaĵoj. Ofte ĝi nomiĝas "bendbreĉo".

Vidu en elektra konduktado kaj duonkonduktaĵo por pli detala priskribo de benda strukturo.

La benda breĉo en duonkonduktaĵoj estas grava pro kelkaj kialoj. La konduktiveco de senkontaminaĵa duonkonduktaĵo forte dependas de la benda breĉo. Tio ĉi estas ĉar la solaj disponeblaj portantoj de konduktado estas tiuj elektronoj kiuj sukcesas ricevi sufiĉan termikan energion ekcitiĝi de la valenta bendo en la konduktan bendon. De Fermi-Dirac-aj statistikoj, la probableco de okazado de tiuj ĉi ekcitaĵoj estas proporcia al:

\exp\left(\frac{-E_g}{kT}\right)

kie:

exp estas la eksponenta funkcio
Eg estas la bende breĉa energio
k estas la konstanto de Boltzmann
T estas la temperaturo

Je multaj aparatoj tiu ĉi speco de konduktiveco estas maldezirinda, kaj pli granda bendbreĉo donas pli bona funkciado. Je infraruĝaj fotodiodoj, malgrande bendbreĉaj duonkonduktaĵoj uziĝas por allasi detektado de malalt-energiaj fotonoj. La ebleco tajlori la bendbreĉo de aparato eblas en duonkonduktaĵaj alojoj (tiel kiel GaAlAs, InGaAS, InAlAS, ktp...), kaj foje referiĝas kiel bendbreĉa inĝenierado. Tio ĉi ekspluatiĝas en la konstrukcio de heterojuntaj dupolusaj transistoroj (HDT-oj) kaj laseraj diodoj.

La diferenco inter duonkonduktaĵo kaj izolaĵo estas iome ambigua. Fakte, laŭ unu difino, duonkonduktaĵo estas speco de izolaĵo. La kvanto de 3 eV foje doniĝas. Movebleco ankaŭ rolas en determinado de neformala klasado de materialoj.

Benda breĉo kutime malpliiĝas kun pliiĝa temperaturo, en procezo rilata al temperatura pligrandiĝo. Bendbreĉoj povas esti aŭ rektamalrekta.

Bendbreĉoj de kelkaj kutimaj materialoj ĉe ĉambra temperaturo:

Si 1.11 eV
Ge 0.67 eV
GaAs 1.43 eV
InP 1.34 eV
AlAs 2.16 eV
GaN 3.37 eV
Diamanto 5.46 - 6.4 eV
AlGaAs 1.42 - 2.16 eV

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]