Ключевое различие между вырожденными и невырожденными полупроводниками заключается в том, что в вырожденных полупроводниках инжекция электронов или дырок возможна только с энергетического уровня Ферми, тогда как невырожденные полупроводники могут вызывать образование двух типов контактов к органическому материалу.
Полупроводники – это материалы, значение электропроводности которых находится между значениями проводимости проводников и изоляторов. Вырожденные полупроводники - это тип полупроводников, в которых можно наблюдать высокий уровень легирования, из-за чего полупроводник действует как металл, а не как полупроводник.
Что такое вырожденные полупроводники?
Вырожденные полупроводники - это тип полупроводников, в которых можно наблюдать высокий уровень легирования, из-за чего полупроводник действует как металл, а не как полупроводник. В отличие от других типов, этот тип полупроводника не подчиняется закону действующих масс (закон действующих масс связывает внутреннюю концентрацию носителей с температурой и шириной запрещенной зоны).
Рисунок 01: Легирование полупроводников
При рассмотрении умеренного уровня легирования атомы легирующей примеси создают индивидуальные уровни легирования, которые считаются локализованными состояниями, способными отдавать электроны или дырки путем термического продвижения либо в зону проводимости, либо в валентную зону. Когда уровень примеси достаточно высок, отдельные атомы, которые вносят вклад в примесь, могут стать достаточно близкими, что приводит к слиянию уровней легирования в другую примесную полосу. Здесь поведение такой системы перестает демонстрировать типичные черты полупроводника. Например, с повышением температуры может происходить увеличение проводимости системы.
Однако вырожденный полупроводник имеет меньше носителей по сравнению с настоящим металлом. Следовательно, поведение является промежуточным между полупроводником и металлом.
Что такое невырожденные полупроводники?
Невырожденные полупроводники - это тип полупроводников, содержащих умеренные уровни легирования, а атомы примеси хорошо отделены друг от друга с незначительным взаимодействием. Кроме того, атомы примеси имеют отдельные энергетические уровни, и они обычно образуются ниже края зоны проводимости или поверх края валентной зоны.
В координационных соединениях при присоединении лигандов ион переходного элемента перестает быть изолированным. Следовательно, дательный падеж от лигандов приводит к расщеплению пяти d-орбиталей на два набора. Энергия этих двух наборов неодинакова. Следовательно, мы можем описать их как невырожденные орбитали.
В чем разница между вырожденным и невырожденным полупроводником?
Полупроводники - это материалы, проводимость которых находится между проводником и непроводником. Ключевое различие между вырожденными и невырожденными полупроводниками заключается в том, что в вырожденных полупроводниках инжекция электронов или дырок возможна только с энергетического уровня Ферми, тогда как невырожденные полупроводники могут вызывать образование двух типов контактов с органическим материалом.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между вырожденными и невырожденными полупроводниками в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Вырожденный и невырожденный полупроводник
Вырожденные полупроводники - это тип полупроводников, в которых наблюдается высокий уровень легирования, что делает их функции похожими на металлы. Невырожденные полупроводники - это тип полупроводников, содержащих умеренные уровни легирования, в которых атомы легирующей примеси хорошо отделены друг от друга с незначительным взаимодействием. Ключевое различие между вырожденными и невырожденными полупроводниками заключается в том, что в вырожденных полупроводниках инжекция электронов или дырок возможна только с энергетического уровня Ферми, тогда как невырожденные полупроводники могут вызывать образование двух типов контактов с органическим материалом.
