本征激发

科技工作者之家 2020-11-17

当有能量大于禁带宽度的光子照射到半导体表面时,满带中的电子吸收这个能量,跃迁到导带产生一个自由电子和自由空穴,这一过程称为本征激发。

简介当半导体的温度T>0K时,有电子从价带激发到导带去,同时价带中产生了空穴,这就是所谓的本征激发。

一般来说,半导体中的价电子不完全像绝缘体中价电子所受束缚那样强,如果能从外界获得一定的能量(如光照、温升、电磁场激发等),一些价电子就可能挣脱共价键的束缚而成为近似自由的电子(同时产生出一个空穴),这就是本征激发。这是一种热学本征激发,所需要的平均能量就是禁带宽度。

本征激发还有其它一些形式。如果是光照使得价电子获得足够的能量、挣脱共价键而成为自由电子,这是光学本征激发(竖直跃迁);这种本征激发所需要的平均能量要大于热学本征激发的能量——禁带宽度。如果是电场加速作用使得价电子受到高能量电子的碰撞、发生电离而成为自由电子,这是碰撞电离本征激发;这种本征激发所需要的平均能量大约为禁带宽度的1.5倍。1

相关定义1、本征半导体:

没有杂质和缺陷的半导体,叫做本征半导体。

实际上,掺杂半导体在高温下也可以转变为本征半导体。因此,本征半导体就是两种载流子(电子和空穴)同样都对导电起作用的半导体。

2、本征激发:

定义:当半导体的温度T>0K时,有电子从价带激发到导带去,同时价带中产生了空穴,这就是所谓的本征激发。本征激发的容易程度受到禁带宽度的影响。

分子电子跃迁分子电子跃迁表示分子中价电子从一个能级因为吸收能量时,跃迁到一个更高的能级;或者释放能量,跃迁到更低的能级的过程。如果起始能级的能量比最终能级的能量高,原子便会释放能量(通常以电磁波的形式发放)。相反,如果起始能级的能量较低,原子便会吸收能量。释放与吸收的能量等于这两个能级的能量之差。

在此过程中的能量变化提供了分子结构的信息,并决定了许多分子性质如颜色。有关电子跃迁的能量和辐射频率的关系由普朗克定律决定。

一般,我们应用电子跃迁来说明单个原子。当讨论多原子分子时,我们应用分子轨道理论。也可以视单个原子为单原子分子,将各种情况的电子跃迁统一到分子电子跃迁的框架下来。这里的能级是基于分子轨道理论提出的。2

导带导带(英语:conduction band),又名传导带,是指半导体或是绝缘体材料中,一种电子所具有能量的范围。这个能量的范围高于价带(valence band),而所有在导带中的电子均可经由外在的电场加速而形成电流。

本词条内容贡献者为:

刘宝成 - 副教授 - 内蒙古民族大学

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