半導體

半導體由于禁帶寬度較小，升溫時(有時還可以借助于光、電和磁效應)價電子被激發，從滿帶進入空帶，而在滿帶形成空穴，從而可以導電。利用純固體晶體直接在某種勢場作用下導電(可為電子導電，也可為空穴導電)的材料為本征半導體。這種電子激發稱為本征激發。當純材料中摻有極少量(例如，相對量在10^-9左右)不同價態的異核原子時，會使電導率發生顯著變化，即使半導體改性，便形成雜質半導體。如在Ⅳ價的Si，Ge中摻入Ⅴ價的P、As等原子時，P、As占據了Si的結點位置，每個家Ⅴ價原子便以四個共價單鍵與周圍四個Si結合，過剩的一個電子與原子結合得較松散，在雜質離子附近的晶格內運動。這些電子處于較高于價帶而稍低于空帶的雜質能帶中。它們較易被激發到空帶而形成n-型導電過程。這類雜質可稱施主雜質，雜質能帶動為施主能帶。這種半導體稱為n-型(負型)半導體或電子半導體。相應地，如摻雜的是Ⅲ價的B等原子，B替代了Si的位置上將出現空穴，并在B^-附近的Si晶格內運動，形成了稍高于滿帶的雜質能帶——受主能帶，價帶電子較易激發到受主能帶上去，形成p-型(正型)導電過程。B等稱為受主雜質。這種半導體稱為p-型半導體或空穴半導體。此外，還有很多合金和化合物半導體，它們是Ⅲ-Ⅴ族化合物，如Al，Ga，In與P，As，Sb等所形成的化合物。比較典型的是InSb，GaAs等，它們在激光、光電轉換、紅外遙感等許多技術中有廣泛的應用前景。