発光ダイオードのエネルギー準位

「発光ダイオードを構成するn型半導体の結晶内に存在する電子のエネルギー準位は、p型半導体の結晶内のホールよりエネルギー準位が高く」と書かれていたのですが、p→nの順方向に電圧をかけると、なぜ
n型内の電子＞p型内のホール
になるのでしょうか？「エネルギー準位が高い＝電位が高い」と考えればn型よりもp型の方が単純にエネルギー準位が高そうなのですが、どのように考えればよいか、教えて下さい。よろしくお願いします。

No.3 回答者： 全ての人間は平等に私の下 回答日時： 2023/12/17 23:23

高校物理や工業電気の範囲なら、多分前半の「注入される電子が〜」で良いと思うよ。

ものによるけど、ドナーを混入させた半導体ならそもそも自由電子のほうが多いから。知らんけど。

発光ダイオードってたしか、電子が励起状態から基底状態に戻るとき（再結合時）に、余ったエネルギーが発光する素子だった気がするから、そのエネルギーが電子なんじゃないかな。知らんけど。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。発光ダイオードの原理はそんな感じですね。そうすると、ドナー電子が多いほど発光エネルギー（？）が大きくなるみたいな感じでしょうかね。

お礼日時：2023/12/18 09:36

No.2 回答者： mimon01 回答日時： 2023/12/17 15:26

電子の電荷は負であることをお忘れではありませんか。

この回答へのお礼

ありがとうございます。それも考えたんですが、注目する電子とホールが空乏層から対称の位置にあったとすると、エネルギー準位は同じになりそうに思えます。なぜ、「電子＞ホール」になるのかな、という疑問なんですが、何か変な勘違いをしていたら、教えて下さい。

お礼日時：2023/12/17 15:33

No.1 回答者： 全ての人間は平等に私の下 回答日時： 2023/12/17 14:36

注入される電子があるから、その分エネルギー準位が高いってことかな。

知らんけど。
フェルミ準位も高位になってたようななってなかったような。

この回答へのお礼

ありがとうございます。フェルミ準位ってなんですか。すみませんが、高校の問題集ですので、高校の範囲で教えて頂けるとうれしいです。

お礼日時：2023/12/17 15:29