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電子と半導体に関するtoshirohのブックマーク (2)

  • バンド理論 - Wikipedia

    固体物理学における固体のバンド理論(バンドりろん、英: band theory)または帯理論とは、結晶などの固体物質中に分布する電子の量子力学的なエネルギーレベルに関する理論を言う。1920年代後半にフェリックス・ブロッホ、ルドルフ・パイエルス、レオン・ブリルアンらによって確立された[1]。なお、価電子帯の最高部(英: valence band maximum, VBM)と伝導帯の最低部(英: conduction band minimum, CBM)とのエネルギー差をバンドギャップといい、価電子帯での電子が占める最高エネルギー準位をフェルミ準位という 量子力学によると、束縛状態の電子が取りうるエネルギー準位は、特定の準位のみに限定され飛び飛びに(離散的に)なる。しかし、固体中の外殻電子は、隣接する原子の電子との相互作用によって、電子の取りうるエネルギー準位の幅が広がって連続的(バンド構造

    toshiroh
    toshiroh 2014/04/08
    “絶縁体と半導体ではエネルギーバンドは価電子帯と伝導帯に分かれ、金属では少なくとも一つのフェルミ準位が存在する。逆に、このエネルギーバンドの特徴によって物質を金属と絶縁体に分類できる”
  • バンドギャップ - Wikipedia

    バンドギャップ(英語: band gap、禁止帯、禁制帯)とは、広義の意味は、結晶のバンド構造において電子が存在できない領域全般を指す。 ただし半導体、絶縁体の分野においては、バンド構造における電子に占有された最も高いエネルギーバンド(価電子帯)の頂上から、最も低い空のバンド(伝導帯)の底までの間のエネルギー準位(およびそのエネルギーの差)を指す。 E-k空間上において電子はこの状態を取ることができない。バンドギャップの存在に起因する半導体の物性は半導体素子において積極的に利用されている。 半導体のバンド構造の模式図。Eは電子の持つエネルギー、kは波数。Egがバンドギャップ。半導体(や絶縁体)では「絶対零度で電子が入っている一番上のエネルギーバンド」が電子で満たされており(価電子帯)、その上に禁制帯を隔てて空帯がある(伝導帯)。 金属、および半導体・絶縁体のバンド構造の簡単な模式図(k空間

    バンドギャップ - Wikipedia
    toshiroh
    toshiroh 2014/04/08
    “電子がバンドギャップを越えて価電子帯と伝導帯の間を遷移するには、バンドギャップ幅以上の大きさのエネルギー(光や熱)を吸収または放出する必要がある。半導体素子においてはこのようなバンドギャップ周辺での
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