Energiebänder in Halbleitern Überlappen von Energiebändern – Präsenz von Hybridzuständen (Mischzuständen) s2+p6 2 (s+p)-Bänder = 2 x (s1+p3) Im Grundzustand (bei 0K): Valenzband ist voll, Leitungsband ist leer
Electron configurations in semiconductors: 4 electrons at the highest atomic energy level Group IV (C, Si, Ge): 2 ns2 + 2 np2 Group III-V (GaAs, GaP, AlN, GaN): 2 ns2 + np1 + np3 Group II-VI (ZnO, CdS, CdTe): 2 ns2 + np4
Reine (intrinsische) Halbleiter Elektronen mit (E, E+dE): Anzahldichte: Zustandsdichte: Fermi-Funktion: Anzahl der Elektronen im Leitungsband: (e- im LB)
Elektronen und Löcher EC
Elektronen im Leitungsband Die Form der Fermi-Funktion:
Number of electrons in conduction band
Die Fermi-Energie in Halbleitern Temperatur T = 0K T > 0K Energie Die Fermi-Energie (in Halbleitern) liegt (bei T = 0K) in der Mitte der verbotenen Energiezone (gap)
Elektronen im Leitungsband Anzahl der Elektronen im Leitungsband: Die Fermi-Energie: Effektive Masse: Anzahl der Elektronen im Leitungsband (pro Volumeneinheit):
Anzahl der Ladungsträger und elektrische Leitfähigkeit
Mobility of electrons and holes Electrical conductivity Number of the charge carriers
Elektronische Eigenschaften einiger Halbleiter
Lattice parameter (Å) 3.5670 4.3585 5.4300 5.6568 5.6533 6.0954 6.056 6.4867
Bandübergänge Thermische Anregung Optische Übergänge Photon Elektron Phonon Grenzfrequenz der Absorption: