Degeneroitunut puolijohde
Degeneroitunut puolijohde on puolijohde , jossa epäpuhtauksien pitoisuus on niin korkea, että sen omat sähköiset ominaisuudet eivät käytännössä ilmene, mutta pääasiassa epäpuhtauden ominaisuudet ilmenevät.
Degeneroituneessa puolijohteessa Fermi - taso on yhden sallitun kaistan sisällä ( johtavuuskaista , valenssikaista ) tai kaistavälin sisällä energiaetäisyydellä enintään ( on Boltzmannin vakio , on absoluuttinen lämpötila ) kaistan rajoista . sallitut bändit.
Degeneroituneita puolijohteita saadaan dopingoimalla voimakkaasti sisäisiä puolijohteita .
Degeneraation luonne
Puolijohteille ominaiset ominaisuudet johtuvat kaistavälin olemassaolosta . Sisäisessä puolijohteessa valenssikaista on lähes kokonaan täynnä elektroneja , kun taas johtavuuskaista on lähes tyhjä, jopa riittävän korkeissa lämpötiloissa. Kemiallinen potentiaalitaso sijaitsee kaistavälin keskellä ( absoluuttisessa nollalämpötilassa ), merkittävällä energiaetäisyydellä molemmista vierekkäisistä kaistoista. Maxwell-Boltzmannin tilastot kuvaavat pientä määrää varauksenkuljettajia .
Epäpuhtauksien lisäämisen myötä kemiallisen potentiaalin taso alkaa siirtyä jollekin vyöhykkeestä. Erittäin suurella epäpuhtauspitoisuudella se voi olla hyvin lähellä ja jopa yhden vyöhykkeen sisällä. Tässä tapauksessa johtuvien elektronien tai reikien fermioninen luonne ilmenee . Kaistojen varauksenkuljettajien jakautumisen kuvaamiseen on käytettävä Fermi-Dirac -tilastoa . Puolijohde alkaa käyttäytyä kuin metalli.
Kompensoidussa puolijohteessa korkeasta epäpuhtauksien pitoisuudesta huolimatta kemiallisen potentiaalin taso pysyy kaistavälin sisällä eikä degeneraatiota havaita.