半导体的禁带宽度大小对它的用途有何影响请举例说明

半导体的禁带宽度大小对它的用途有何影响请举例说明,第1张

禁带宽度对于半导体器件性能的影响非常大,它直接决定着器件的耐压和最高工作温度;比如氮化镓禁带宽度很大,即便高温价带电子也很难吸收大于Eg的热辐射的能量跳变到导带,这样就能继续发挥半导体作用,同理因为跃迁能量较大,所以GaN更难被击穿,因此常用作高压耐高温器件,也有很高的抗辐射性能。

另一方面,通过掺杂调节禁带宽度可以制作高电子迁移率晶体管(HEMT,High Electron Mobility Transistor)。这种器件及其集成电路都能够工作于超高频(毫米波)、超高速领域,原因就在于它采用了异质结及其中的具有很高迁移率的所谓二维电子气来工作的;而高迁移率的原因部分在于禁带宽度不同的半导体组成异质结。

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名词解释如下:

1、导带是由自由电子形成的能量空间,即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。

2、价带:价带(valence band)或称价电带,通常是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。

3、禁带:英文名为Forbidden Band,在能带结构中能态密度为零的能量区间。

特点

禁带宽度的大小决定了材料是具有半导体性质还是具有绝缘体性质。半导体的禁带宽度较小,当温度升高时,电子可以被激发传到导带,从而使材料具有导电性。绝缘体的禁带宽度很大,即使在较高的温度下,仍是电的不良导体。

在某种材料的电子能带结构图像中,价带位于导带的下方,在价带和导带的中间绝缘(绝缘体)或由能隙(或称“禁带”)间隔,而在金属中,价带和导带之间没有能隙。

以上内容参考:百度百科-禁带


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