• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Energi
    Vilket är germaniums energiband?
    Energibandstrukturen hos Germanium (Ge) kännetecknas av dess halvledande egenskaper. Den har ett relativt stort energibandgap jämfört med metaller, men smalare än de flesta isolatorer. Bandgapet är energiskillnaden mellan toppen av valensbandet och botten av ledningsbandet. Vid absolut nolltemperatur är valensbandet helt fyllt med elektroner, medan ledningsbandet är tomt.

    I Germanium bildas valensbandet i första hand av de bindande orbitalerna mellan germaniumatomerna, medan ledningsbandet bildas av de antibindande orbitalerna. Bandgapet i Germanium är cirka 0,66 eV vid rumstemperatur (300 K). Detta betyder att det krävs en minimienergi på 0,66 eV för att excitera en elektron från valensbandet till ledningsbandet, vilket gör att elektronen kan delta i elektrisk ledning.

    Energibanden i Ge är inte enkla paraboliska band som i många elementära halvledare. Istället uppvisar de en mer komplex struktur med flera dalar och icke-paraboliska spridningsrelationer. Ledningsbandet har två minima, en i mitten av Brillouin-zonen (Γ-dalen) och den andra i kanten (L-dalen). Γ-dalen har en lägre effektiv massa än L-dalen, vilket gör elektronerna mer rörliga i Γ-dalen.

    Bandgapet för Germanium är temperaturberoende och minskar när temperaturen ökar. Detta beror på att den termiska energin som ges till gittret vid högre temperaturer får atomerna att vibrera mer, vilket i sin tur ökar överlappningen av elektronvågsfunktioner och minskar energigapet mellan valens- och ledningsbanden.

    Germaniums energibandstruktur och dess temperaturberoende spelar en avgörande roll för att bestämma dess elektriska och optiska egenskaper. Det används ofta i olika halvledarenheter, inklusive transistorer, dioder, solceller och integrerade kretsar.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com