에너지대역과 반도체에서의 전하캐리어

목차

3.1 고체에서의 결합력과 에너지 대역
3.1.1 고체에서의 결합력
3.1.2 에너지대역
3.1.3 금속, 반도체 및 절연체
3.1.4 직접 및 간접형 반도체
3.1.5 합금 조성비에 따른 에너지대역의 변화

3.2 반도체의 전하 캐리어
3.2.1 전자와 정공
3.2.2 유효질량
3.2.3 진성 반도체 재료
3.2.4 외인성 반도체 재료
3.2.5 양자우물에서의 전자와 정공

3.3 캐리어 농도
3.3.1 페르미(Fermi) 준위
3.3.2 평형상태에서의 전자 및 정공농도
3.3.3 캐리어 농도의 온도 의존성
3.3.4 보상 및 공간전하중성

3.4 전계 및 자계에서의 캐리어의 표동
3.4.1 전도도와 이동도
3.4.2 표동과 저항
3.4.3 이동도에 대한 온도 및 도핑의 영향
3.4.4 강전계효과
3.4.5 Hall 효과

3.5 평형에서의 Fermi준위와 일정성

본문내용

3.1 고체에서의 결합력과 에너지 대역

① 전자들은 원자 내에서 일련의 불연속적인 에너지 준위로 한정
㉮ 어떠한 에너지 상태도 전자가 취할 수 없는 큰 에너지Gap이 있다.
→ 에너지 Gap는 반도체 성질에서 매우 중요하며, 조성비에 따라 달라진다.

㉯ 고체내의 전자들도 어떠한 특정한 에너지 값을 취하도록 제한
㉰ 고체에서 "전자"가 취할 수 있는 에너지의 영역(Range), 즉 대역(Band)이 있다.
㉱ 독립된 원자 내의 불연속적인 에너지 준위는 서로 인접한 원자내의 전자의 파동함수가 중첩되기 때문에 고체 내에서는 이들이 퍼져서 에너지 대역이 되는 것이며, (핵외)전자는 특정된 원자에 국한되어 배치될 필요는 없다.

② 캐리어의 이동
㉮ 입자를 가지고 있어 전계나 자계의 영향을 받는다.
㉯ 전기 전도도에 영향을 미치는 요인: 불순물 농도, 외부요인(빛, 자계, 전계, 에너지원), 온도
㉰ 흐르는 양(전도율): 전류(캐리어가 에너지 대역 사이를 이동) → 자유전자의 흐름

참고 자료

※ 참고문헌: 사이텍미디어 [고체전자공학], 수업 중 프린트 물