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半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和
結(jié)合性質(zhì)
1、金剛石型結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵化學(xué)鍵:
構(gòu)成晶體的結(jié)合力.共價(jià)鍵:
由同種晶體組成的元素半導(dǎo)體,其原子間無電負(fù)性差,它們通過共用一對(duì)自旋相反而配對(duì)的價(jià)電子結(jié)合在一起.半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)共價(jià)鍵的特點(diǎn)飽和性方向性正四面體結(jié)構(gòu)金剛石型結(jié)構(gòu)的晶胞Ge:a=5.43089埃Si:a=5.65754埃共價(jià)鍵是原子通過電子云的重疊形成的作用,所以,既有方向性,也有飽和性,即電子云要按照一定的方向重疊,才能保證最大重疊,保證共價(jià)鍵的穩(wěn)定性,所以導(dǎo)致了分子中的共價(jià)鍵間的鍵角。另外,原子都有自己特定的成鍵數(shù)目,如H原子只能形成1個(gè)共價(jià)鍵,O原子可以形成2個(gè)鍵,即飽和性
金剛石型結(jié)構(gòu){100}面上的投影:金剛石結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體:金剛石、硅、鍺000002、閃鋅礦結(jié)構(gòu)和混合鍵材料:Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半導(dǎo)體
例:ZnS、ZnSe、GaAs、GaP化學(xué)鍵:
共價(jià)鍵+離子鍵
(共價(jià)鍵占優(yōu)勢(shì))閃鋅礦結(jié)構(gòu)的結(jié)晶學(xué)原胞極性半導(dǎo)體沿著[111]方向看,(111)面以雙原子層的形式按ABCABCA…順序堆積起來。立方對(duì)稱性3、纖鋅礦型結(jié)構(gòu)材料:Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半導(dǎo)體
例:ZnS、ZnSe、CdS、CdSe化學(xué)鍵:
共價(jià)鍵+離子鍵
(離子鍵占優(yōu)勢(shì))(001)面是兩類原子各自組成的六方排列的雙原子層按ABABA…順序堆積
纖鋅礦結(jié)構(gòu)(四面體間隙)典型晶體:ZnS、CdS
SCd123454、氯化鈉型結(jié)構(gòu)不以四面體結(jié)構(gòu)結(jié)晶材料:IV-Ⅵ族二元化合物半導(dǎo)體
例:硫化鉛、硒化鉛、碲化鉛等簡(jiǎn)單化合物晶體(填隙)
NaCl結(jié)構(gòu)(八面體間隙)典型晶體:NaCl、LiF、KBr
Cl-AlN晶體的能帶特點(diǎn)對(duì)纖鋅礦結(jié)構(gòu)
直接帶隙導(dǎo)帶極小值與價(jià)帶極大值在點(diǎn)對(duì)閃鋅礦結(jié)構(gòu)
間接帶隙導(dǎo)帶極小值在X點(diǎn),價(jià)帶極大值在點(diǎn)小結(jié)●在完整的半導(dǎo)體中,電子的能譜是一些密集的能級(jí)組成的帶(能帶),能帶與能帶之間被禁帶隔開。在每個(gè)能帶中,電子的能量E可表示成波矢的函數(shù)E(k)。在絕對(duì)零度時(shí),完全被電子充滿的最高能帶,稱為價(jià)帶,能量最低的空帶稱為導(dǎo)帶?!裼行з|(zhì)
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