Các Cấu trúc tế bào đơn vị thông dụng nhất là kim cương, zincblende (một dẫn xuất của cấu trúc kim cương), hexagonal, và muối đá (lập phương đơn giản).. Polycrystalline Materials (V[r]
(1)Chương 2
Dải lượng
(2)Nội dung Vật liệu bán dẫn
2 Cấu trúc tinh thể Liên kết hóa trị
4 Dải lượng
5 Nồng độ hạt dẫn nội
6 Các chất donor acceptor
(3)(4)Control of Conductivity is the Key to Modern Electronic Devices
Conductivity, σ, is the ease with which a given
material conducts electricity.
Ohms Law: V=IR or J=σE where J is current density
and E is electric field.
Metals: High conductivity
Insulators: Low Conductivity
Semiconductors: Conductivity can be varied by several
orders of magnitude
It is the ability to control conductivity that make
(5)Classifications of Electronic Materials
Electrical/Computer engineers like to classify materials based
on electrical behavior (insulating, semi-insulating, and metals)
Materials Engineers/Scientists classify materials based on
bond type (covalent, ionic, metallic, or van der Waals), or structure (crystalline, polycrystalline, amorphous, etc )
In 20-50 years, EE’s may not be using semiconductors at all!!
(6)Material Classifications based on Bonding Method
Bonds can be classified as metallic, Ionic, Covalent, and van
(7)(8)Phân loại vật liệu dựa cấu trúc tinh thể
Amorphous Materials (Vật liệu vơ định hình)
Các ngun tử khơng có trật tự cấu trúc tinh thể TD: SiO2, Si vơ định hình, Si3N4, … Mặc dù khơng hoàn chỉnh vật liệu tinh thể, lớp vật liệu hữu dụng
Crystalline Materials (Vật liệu [đơn] tinh thể)
Được đặc trưng đối xứng nguyên tử lặp lại không gian Dạng tế bào đơn vị phụ thuộc vào liên kết vật liệu Các Cấu trúc tế bào đơn vị thông dụng kim cương, zincblende (một dẫn xuất cấu trúc kim cương), hexagonal, muối đá (lập phương đơn giản)
Polycrystalline Materials (Vật liệu đa tinh thể)
(9)(10)Điện dẫn suất điện trở suất chất cách điện, bán dẫn dẫn điện
Điện dẫn suất Điện trở suất
(11)Element Semiconductors
(Các chất bán dẫn nguyên tố)
(12)(Các chất bán dẫn hỗn hợp) [Hợp chất bán dẫn]
Những năm gần người ta sử dụng nhiều chất bán dẫn
hỗn hợp nhiều loại dụng cụ bán dẫn
Có chất bán dẫn hỗn hợp từ nguyên tố (nhị hợp),
nguyên tố (tam hợp) nguyên tố (tứ hợp)
Nhiều chất bán dẫn có tính chất điện quang khác với
(13)(14)(15)(16)Khái niệm mạng tế bào đơn vị
Ta nghiên cứu vật liệu bán dẫn đơn tinh thể, mà
các nguyên tử xếp tuần hồn khơng gian.Sự xếp tuần hồn nguyên tử tinh thể gọi mạng (lattice)
Trong tinh thể, nguyên tử dao động (do nhiệt) quanh vị
trí cố định
Với bán dẫn cho trước, có tế bào đơn vị (unit cell) đại diện
(17)Tế bào đơn vị
Tế bào đơn vị đặc trưng vector R (được tạo
thành từ vector a, b, c [các vector khơng thiết phải vng góc với chiều dài chúng hay khơng nhau] số nguyên m, n p)
R = ma + nb + pc
Các vector a, b, c gọi hằng số mạng (lattice
(18)Một số tế bào đơn vị tinh thể lập phương bản
Các tế bào đơn vị khác dựa tế bào đơn vị lập
phương: tế bảo đơn vị lập phương đơn giản (SC), tế bảo đơn vị lập phương tập trung bên (BCC), tế bảo đơn vị lập
(19)Cấu trúc mạng tinh thể kim cương
Silicon germanium có cấu trúc tinh thể kim cương
Cấu trúc silicon thuộc lớp tế bào đơn vị lập phương
tập trung bề mặt Tế bào đơn vị silicon gồm có tám nguyên tử silicon
Cấu trúc nhìn thấy hai mạng tinh thể (bề
mặt) thâm nhập với mạng đổi chỗ mạng khác ¼ khoảng cách dọc theo đường chéo bên khối lập phương
Hầu hết chất bán dẫn III/V tăng trưởng theo mạng tinh
(20)