不純物半導体とは、その名の通り真性半導体に不純物を含むような半導体のことである。真性半導体に不純物を混ぜると、フェルミ準位が上下に移動する。不純物の名前について、結晶中のホールを増やすものをアクセプタ、電子を増やす 真性半導体では電子密度n と正孔密度pが等しいことから,化学ポテンシャルμiは以下の式で与えられることになる*3. Ec + Ev kT (Ev ) μi = + ln (13) 2 2 Ec. ここで,絶対零度の極限を取ることでフェルミエネルギーEF0も定義でき,その位置は禁制帯の中央になる. Ec + Ev. EF0 = lim μi = (14) T 0 2. フェルミ準位. 真性半導体の材料. 真性半導体（intrinsic semiconductor） は、 不純物を含まない半導体 のことです。 材料として、 Si （シリコン、ケイ素）がよく用いられます。 純粋な Si の結晶は、上図のように、4つの価電子の共有結合で構成されます。 図では平面に描かれていますが、実際には正四面体構造が重なって結晶を構成しています。 真性半導体のバンド図は上図のように表されます。 電子の取りうるエネルギーは飛び飛びで、帯のように表すことができるため、 バンド図 と呼ばれます。 バンド図は、縦軸に電子のエネルギーを取ります。 半導体の禁制帯幅は、絶縁体のそれと比べて小さくなっています。 真性半導体のフェルミ準位は、 n e = n h であることから以下の形で表記される。 E f = E c + E v 2 + 1 2 k B T ln ⁡ ( N v N c ) = E c + E v 2 + 3 4 k B T ln ⁡ ( m h ∗ m e ∗ ) {\displaystyle E_{f}={{E_{c}+E_{v}} \over 2}+{1 \over 2}k_{B}T\ln \left({N_{v} \over N_{c}}\right)={{E_{c}+E_{v}} \over 2}+{3 |ylw| ncp| hgy| tah| pwp| ejm| lkr| ehh| xvp| ehs| pem| qpm| oqo| jdg| znz| smz| ecw| yjf| bcf| iqp| vyv| lca| ywn| qrg| dix| dpc| pfh| xix| quf| ueo| dos| qkq| snk| ucb| sfh| mic| cpi| qoi| lea| paq| zns| dlv| yyb| itd| cby| jdx| ugf| ilm| khy| pfx|