半导体材料中的价带和导带分别是什么?

作者&投稿:何雷 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~


探索半导体世界的秘密:莫特-肖特基法解锁导带与价带


在半导体研究的领域中,测量价带的方法多种多样,如紫外线光电子光谱(UPS)、价带(VB)分析等,这些方法都能通过Origin、Multipak或CASAXPS等软件获取宝贵的数值信息,价带的精确度是理解电子结构的关键之一。然而,对于导电性能较差的样品,例如难以制成均匀薄膜的粉末,UPS测试就显得困难重重。此时,VB方法就显得尤为实用,但其校准过程往往复杂且存在争议。


走进莫特-肖特基的智慧


另一种突破困境的方法是借助电化学的莫特-肖特基(Mott-Schottky,简称M-S)效应。当M-S曲线的切线斜率为正值,表明样品为n型半导体,此时计算得出的平带电位Efb,通常位于导带Ecb下方,大约在0.1-0.3电子伏(eV)的范围内。结合固体紫外光谱测量的带隙,我们就能计算出相应的价带值Evb。


相反,如果切线斜率为负,意味着样品为p型半导体,此时Efb会位于价带Ecb之上,计算出的数值会相应减小。当正负斜率同时存在,可能暗示样品内部存在PN结异质结构。


数据处理的艺术:解读M-S曲线


虽然不同方法得出的价带数值可能存在差异,这是正常现象,关键在于根据实际样品特性及审稿人的要求做出明智选择。在接下来的内容中,我们将深入探讨如何解析和处理Mott-Schottky曲线数据,从中提取出平带电位,进而揭示导带和价带的神秘面纱。敬请期待,下期我们将带你走进这一科学计算的精彩旅程。




什么是导带边,什么是价带边,什么是本征吸收边?为什么垂直跃迁电子的动量...
答:导带的底称为导带边,价带顶称为价带边,本征吸收边(限)就是对应于禁带宽度的光吸收波长(即价电子从价带顶跃迁到导带底所需要的光子能量)。垂直跃迁也就是电子从价带顶跃迁到导带底时,电子的动量不发生变化的一种跃迁;非垂直跃迁也就是电子的动量会发生变化的一种跃迁。吸收光而发生的跃迁只能是...

半导体基本原理
答:半导体(东北方言):意指半导体收音机,因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个...

半导体物理的题目,有没有人会?
答:首先分别求出导带底的能量和价带顶的能量,然后把它们相减,就得到禁带宽度。至于导带底的能量和价带顶的能量,分别是导带极小值的能量和价带极大值的能量,因此可分别计算它们的微分,并令=0,即可得到。

电子处于价带半导体中电子处于价带,杂质能级,导带和真空能级分别对应真 ...
答:处于价带时:绕着半导体中受主原子的云空间旋转;杂质能级时:实际上是绕着杂质原子的云空间旋转;真空能级时:实际上已经脱离原子核的束缚成为相对自由电子了,可以在整个半导体中运动。

半导体发光二极管发光机理
答:在物理学中,半导体材料如原子和分子具有独特性质,能够吸收和释放特定波长的光或电磁波。固态物理学中的能带理论解释了这一现象:半导体中的电子能量状态分为价带和导带。当电子从价带的能态E1跃迁至导带的能态E2,会伴随着能量的转换,这个过程以频率υ发生,其与能量差(ΔE=E2-E1)成正比,即υ=Δ...

为什么晶体材料具有不同的导电性?试从能带理论解释
答:晶体材料可以大致分为三类:导体、半导体和绝缘体。它们的导电性主要取决于价带、导带和禁带之间的关系。1. 导体:导体的价带和导带之间没有禁带或者禁带很小,使得价带中的电子能轻易跃迁到导带中,因此导体具有很高的导电性。典型的导体是金属,如铜、银和金。2. 半导体:半导体的价带和导带之间有一个较...

半导体中的价电子占有的能带是价带还是导带?
答:又是你啊.应该是价带吧,由于原子在紧密结合的时候,分裂的能级由于轨道重叠,形成能带.而价电子是半导体原子与周围原子形成公价键时出现的.一般说,半导体导带是空的,不象金属是半满的.费米能级在禁带中,导带中电子出现的概率极低.应该这样吧.你是学电子的吗??

间接带隙和直接带隙的区别
答:定义不同,特点不同。1、定义不同:直接带隙半导体材料中,价带顶和导带底位于布里渊区中同一点,电子在价带被激发到导带后,其动量保持不变,而间接带隙半导体材料中,价带顶和导带底位于布里渊区中不同点,电子在价带被激发到导带后,其动量必须改变。2、特点不同:直接带隙材料具有高吸收率和高...

N型半导体和P型半导体中的多子和少子分别是什么?
答:在N型半导体中,自由电子多,空穴少,多子是自由电子,少子是空穴。在P型半导体中,空穴多,自由电子少,多子是空穴,少子是自由电子。不论是N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”,“载流子”导电是半导体所特有的。

费米能级和导带价带有什么关系?
答:费米能级和导带价带的关系如下:价带和倒带是绝缘体或半导体中出现的概念,对于金属而言,价带和导带是重合的,但是没有禁带。导带与价带的差值,在绝缘体或半导体中这个差值就是禁带宽度。温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。常用EF表示。对于固体试样,由于真空能级与表面情况有关,易改变,...