半导体受主和施主
半导体中的受主和施主是指掺入半导体材料中的特定杂质,它们对半导体的导电性能有重要影响。图片来源于网络
施主(donor)
施主是指那些能够提供自由电子的杂质原子。当施主杂质掺入半导体中时,其价电子会挣脱束缚,成为导电的自由电子,同时施主杂质本身变成带正电的离子。这种过程增加了半导体中的电子浓度,从而提高了半导体的导电能力。通常,依靠导带电子导电的半导体被称为电子型或n型半导体。
受主(acceptor)
受主是指那些能够接受价带电子并形成空穴的杂质原子。当受主杂质掺入半导体中时,它会从价带中接受一个电子,形成空穴和负电中心。这种过程增加了半导体中的空穴浓度,从而提高了半导体的导电能力。依靠空穴导电的半导体被称为空穴型或p型半导体。
施主和受主对半导体性质的影响
[*]导电性:施主杂质增加半导体中的自由电子数量,使半导体变得更加导电;受主杂质增加半导体中的空穴数量,同样使半导体变得更加导电。
[*]类型:依靠导带电子导电的半导体称为n型半导体,依靠空穴导电的半导体称为p型半导体。
实际应用中的例子
[*]施主杂质:常见的施主杂质包括磷(P)、砷(As)和锑(Sb)等。这些元素在硅或锗中掺入后,能够提供额外的电子,增加导电性。
[*]受主杂质:常见的受主杂质包括硼(B)、铝(Al)和镓(Ga)等。这些元素在硅或锗中掺入后,能够接受价带中的电子,形成空穴,增加导电性。
施主能级是施主杂质在半导体禁带中靠近导带底的能级。施主杂质的电子容易激发到导带中成为自由电子,从而增加半导体中的电子浓度,提高导电能力。
受主能级是受主杂质在半导体禁带中靠近价带顶的能级。受主杂质能够接受价带中的电子,形成空穴,增加半导体中的空穴浓度,提高导电能力。
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