對(duì)半導(dǎo)體和導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理的淺析

（文章來源：科技周圍）

一：經(jīng)典自由電子理論

金屬電子被束縛能較低，可以在金屬中自由移動(dòng)。所以加了電壓就可以導(dǎo)電。 而半導(dǎo)體是以共價(jià)鍵形式存在，原子核對(duì)最外層電子的束縛較強(qiáng)，所以電子不可以隨意移動(dòng)。但是由于半導(dǎo)體是體材料，所以有好多的原子就在一起，那么他們的電子殼層就交疊在一起了。如圖，那么電子就可以在這些交疊的軌道上運(yùn)動(dòng)了，于是也可以導(dǎo)電。

二：量子自由電子理論

這其實(shí)半導(dǎo)體和金屬都是運(yùn)用薛定諤的方程，再根據(jù)邊界條件的值求解能量表達(dá)。他們的共同點(diǎn)是大都在納米量級(jí)下才能觀察到能量的量子化效應(yīng)。比方說，普通金屬在體材料即大塊的時(shí)刻，有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，但是在納米顆粒情況下就會(huì)絕緣。 半導(dǎo)體的量子化可以有量子阱，量子線，量子點(diǎn)等。這些情況下其能級(jí)發(fā)生分離，不再是連續(xù)的。

三：能帶理論

這也是區(qū)別半導(dǎo)體和金屬的比較易理解的方式。首先晶體中電子的分布要滿足一定的波函數(shù)，而波函數(shù)也隨這晶格周期性的變化。最終得到電子的分布空間是一些帶。帶和帶之間時(shí)禁帶，即不能存在電子。晶體能夠?qū)щ娛瞧渲械碾娮釉谕怆妶龅淖饔孟伦龆ㄏ蜻\(yùn)動(dòng)。電子在外電場下做加速運(yùn)動(dòng)，于是電子的能量就發(fā)生改變。

從而電子從能量較低的帶躍遷到高地帶。半導(dǎo)體，就是能量較低的帶里全部填充電子，能量高地帶沒有電子，因?yàn)闈M所以就好比大家在一起擠著不能動(dòng)，那么就沒有電流。但是有了外力，電子就躍遷，滿的地方就空出位置，從而讓旁邊的電子移動(dòng)，從而形成電流。金屬的較高地方也有電子那么較高的能帶上就有電子有空位（空穴），所以何時(shí)都能導(dǎo)電。

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