ドナー準位の位置について

現在、電子工学を勉強している学生です。勉強していて分からないことがあったので質問させてください。教科書に「ゲルマニウムやシリコンにヒ素やリンを混ぜてｎ型半導体とした時に、余った価電子が占めるエネルギー準位が、結晶本体の空の伝導帯の少し下に位置する。」とありますが、なぜ価電子の準位が空の伝導帯の少し下に位置しているのでしょうか？準位の求め方がよくわからないので困っています。よろしくお願いします

No.2 ベストアンサー 回答者： Mayday_Mayday 回答日時： 2007/05/26 22:59

簡単に言えば、価電子帯と伝導体で示されているエネルギーギャップはシリコン原子のもので、1.1eVです。

そこに，たとえば、ドナー(リンP）を混入すると、このリンのエネルギーギャップは小さく0.045eVしかありません。ですので、少しの熱エネルギーですぐに伝導体に励起してしまい、残ったリン原子は、プラスイオンとなるので、ここにドナー準位が出来ます。
詳しくはこちらを。
●http://www12.plala.or.jp/ksp/solid/PNI-typeSemic …

参考URL：http://www12.plala.or.jp/ksp/solid/PNI-typeSemic …

この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございます。リンク先に計算方法が載っていてとても助かりました。また絵があったのでとても理解しやすかったです。ありがとうございました

お礼日時：2007/05/27 10:25

No.1 回答者： imoriimori 回答日時： 2007/05/26 22:49

難しい計算理論は抜きにして（私もわかりません）、

ドナーの余分な電子はごく小さなエネルギーEdで励起されて自由電子となる、すなわち伝導帯へ上がります。
これを逆に言えば、励起前の準位は伝導帯底部よりEdだけ下に、つまりちょっとだけ下に位置することになります。他の場所には書きようがない。
この程度でだいたい間に合うのではないでしょうか。

この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。「少しのエネルギーで伝導帯に移るので、伝導体より少し下に位置する」という逆の考え方なんですね。準位を求めたいのですが、いろんな条件が入ってくるので難しいですね・・・

お礼日時：2007/05/26 23:14