Собственные полупроводники

Eg ≈1 эВ

Рис. 2

а)

В полупроводниках валентная зона заполнена электронами полностью (рис. 2 а). Однако энергии теплового движения даже при комнатной температуре (300 К) достаточно для переброса части электронов из валентной зоны

через запрещенную зону в зону проводимости (пунктирная стрелка на рис. 2 б). В результате в зоне проводимости появляется небольшое число электронов (1), которые под действием даже небольшого внешнего электрического поля могут изменять свою энергию, переходя на соседний уровень, то есть могут двигаться и проводить электрический ток. Кроме того, переход электрона в зону проводимости означает образование пустого места в валентной зоне (2), которое называют дыркой. Наличие дырки также приводит к проводимости, так как теперь валентный электрон (3) под действием электрического поля может "приподняться" и занять место дырки, а дырка переместится вниз. Таким образом, дырка в электрическом поле движется в сторону, противоположную движению электрона, т.е. ведёт себя как положительный заряд. Полупроводники, в которых носителями тока являются электроны и дырки, называют собственными полупроводниками. Их зонная структура приведена на рис. 2.