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tema09 - Tema 9 Semiconductores 1/18 Nociones generales En...

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Física del Estado Sólido F. D–Adame 1/18 Tema 9 Semiconductores
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Física del Estado Sólido F. D–Adame 2/18 Nociones generales En los aislantes E G 2 - 4 eV y en los semiconductores E G 0 , 5 - 1 , 5 eV . A temperatura finita, la fracci´ on de electrones excitados es aproximadamen- te exp( - E G / 2 k B T ) en la banda desocupada de menor energ´ ıa. A tempera- tura ambiente k B T = 0 , 025 eV . Si E G = 4 eV esta fracci´ on es 10 - 35 , pero si E G = 0 , 25 eV aumenta hasta 10 - 2 . La conductividad aumenta con la temperatura.
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Física del Estado Sólido F. D–Adame 3/18 Intervalo prohibido Material E G ( T = 300 K) Material E G ( T = 300 K) Material E G ( T = 300 K) Si 1 , 12 eV PbS 0 , 37 eV InSb 0 , 16 eV Ge 0 , 67 PbSb 0 , 26 GaAs 1 , 40 Te 0 , 35 PbTe 0 , 29 C 5 , 50 (diamante)
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Física del Estado Sólido F. D–Adame 4/18 Estructura de bandas E κ = E c + 2 κ 2 1 2 m 1 + κ 2 2 2 m 2 + κ 3 2 2 m 3 (electrones) E κ = E v - 2 κ 2 1 2 m 1 + κ 2 2 2 m 2 + κ 3 2 2 m 3 (huecos) Las superficies de energ´ ıa constante son elipsoides, cerca de los bordes de las bandas ( κ referido al valor donde donde se alcanza el extremo).
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Física del Estado Sólido F. D–Adame 5/18 Silicio Estructura tipo diamante. La BC tiene seis m´ ınimos en las direcciones 100 , donde los elipsoides son de revoluci´ on a lo largo de estas direcciones. Masas efectivas m L = 1 , 0 m y m T = 0 , 2 m . Hay dos bandas de valencia degene- radas. Cerca del m´ aximo las superficies isoenerg´ eticas son esf´ ericas ( 0 , 49 m y 0 , 16 m ). Hay una tercera banda muy pr´ oxima, que tiene menos energ´ ıa debido a la interacci´ on esp´ ın-´ orbita.
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Física del Estado Sólido F. D–Adame 6/18 Germanio Estructura tipo diamante. La BC tiene ocho m´ ınimos en las direcciones 111 , donde los elipsoides son de revoluci´ on a lo largo de estas direcciones.
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