半导体

半导体由于禁带宽度较小，升温时(有时还可以借助于光、电和磁效应)价电子被激发，从满带进入空带，而在满带形成空穴，从而可以导电。利用纯固体晶体直接在某种势场作用下导电(可为电子导电，也可为空穴导电)的材料为本征半导体。这种电子激发称为本征激发。当纯材料中掺有极少量(例如，相对量在10^-9左右)不同价态的异核原子时，会使电导率发生显著变化，即使半导体改性，便形成杂质半导体。如在Ⅳ价的Si，Ge中掺入Ⅴ价的P、As等原子时，P、As占据了Si的结点位置，每个家Ⅴ价原子便以四个共价单键与周围四个Si结合，过剩的一个电子与原子结合得较松散，在杂质离子附近的晶格内运动。这些电子处于较高于价带而稍低于空带的杂质能带中。它们较易被激发到空带而形成n-型导电过程。这类杂质可称施主杂质，杂质能带动为施主能带。这种半导体称为n-型(负型)半导体或电子半导体。相应地，如掺杂的是Ⅲ价的B等原子，B替代了Si的位置上将出现空穴，并在B^-附近的Si晶格内运动，形成了稍高于满带的杂质能带——受主能带，价带电子较易激发到受主能带上去，形成p-型(正型)导电过程。B等称为受主杂质。这种半导体称为p-型半导体或空穴半导体。此外，还有很多合金和化合物半导体，它们是Ⅲ-Ⅴ族化合物，如Al，Ga，In与P，As，Sb等所形成的化合物。比较典型的是InSb，GaAs等，它们在激光、光电转换、红外遥感等许多技术中有广泛的应用前景。