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解決済みの質問

「半導体はどのようなものですか。エネルギーバンドの観点から説明してください。...

hant445さん

「半導体はどのようなものですか。エネルギーバンドの観点から説明してください。」

というものなんですが、半導体は説明出来るのですが、エネルギーバンドの観点から説明が出来ません。

教えてください。

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ベストアンサーに選ばれた回答

italy_accessさん

簡単に説明します。エネルギーバンド(価電子帯)には絶縁体と同じで電子が充満しています。しかしバンドギャップエネルギーが小さいためエネルギーを与えることで電子が励起され伝導帯にも電子が入っていきます。それにより電子が移動できるようになり電流がながれます。これが大まかな半導体の説明です

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  • 回答日時:2008/1/24 18:13:58

質問した人からのコメント

  • ありがとうございます!
  • コメント日時:2008/1/24 21:31:10

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mr_donatsuさん

半導体の性質で特徴的なのが、熱や光、磁場・電圧・電流などの刺激でその物性が動的に変わることである。この特徴により、半導体の応用範囲は非常に多様なものとなっている。この特徴は適切な幅の禁制帯を持つバンド構造に由来し、電子が伝導電子になったり価電子になったりすることで、電気的・光学的・熱的などの面で性質が変化する。

より厳密には、半導体とは、価電子帯の部分の状態密度が完全に電子で詰まった充満帯となっており、一方伝導帯は空(空帯)で、価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質である。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことでよく区別されるが、この区別は必ずしも妥当ではない。例えば、通常ダイヤモンド(バンドギャップは実験値で室温で約5.47 eV)は絶縁体として扱われることがある。この違いはむしろ、不純物によって伝導度を制御できるかどうかによって区別されるべきであり、したがってダイヤモンドや窒化アルミニウムなどは半導体であり、現在ワイドバンドギャップ半導体と総称される。通常半導体として扱われる物質のバンドギャップは、シリコンで約1.1 eV、ゲルマニウムで約0.67 eV、ガリウムヒ素化合物半導体で約1.4 eV。発光ダイオードなどではもっと広いもの(ワイドギャップ半導体)も使われ、リン化ガリウムでは約2.3 eV、窒化ガリウムでは約3.4 eVである。現在では、ダイヤモンドで5.27 eV、窒化アルミニウムで5.9 eVの発光ダイオードが報告されている。

バンド理論の項も参照のこと

wikipediaに書いてあったのでここにかきました。

coffee_quantumさん

バンド理論的には、半導体は絶縁体です。
要するに、フェルミレベルがバンドギャップの中にきてしまいます。
しかし、半導体と呼ばれるもののエネルギーギャップは
それほど大きくないので、ドナーやアクセプターをドープすることにより
キャリアの数をコントロールできる。
このような性質のために、電子機器の主要な部分には
金属では無く半導体が用いられている。

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