[科普中國]-本征激發(fā)

當有能量大于禁帶寬度的光子照射到半導體表面時,滿帶中的電子吸收這個能量,躍遷到導帶產(chǎn)生一個自由電子和自由空穴,這一過程稱為本征激發(fā)。

簡介當半導體的溫度T>0K時，有電子從價帶激發(fā)到導帶去，同時價帶中產(chǎn)生了空穴，這就是所謂的本征激發(fā)。

一般來說，半導體中的價電子不完全像絕緣體中價電子所受束縛那樣強，如果能從外界獲得一定的能量(如光照、溫升、電磁場激發(fā)等)，一些價電子就可能掙脫共價鍵的束縛而成為近似自由的電子（同時產(chǎn)生出一個空穴），這就是本征激發(fā)。這是一種熱學本征激發(fā)，所需要的平均能量就是禁帶寬度。

本征激發(fā)還有其它一些形式。如果是光照使得價電子獲得足夠的能量、掙脫共價鍵而成為自由電子，這是光學本征激發(fā)（豎直躍遷）；這種本征激發(fā)所需要的平均能量要大于熱學本征激發(fā)的能量——禁帶寬度。如果是電場加速作用使得價電子受到高能量電子的碰撞、發(fā)生電離而成為自由電子，這是碰撞電離本征激發(fā)；這種本征激發(fā)所需要的平均能量大約為禁帶寬度的1.5倍。1

相關(guān)定義1、本征半導體：

沒有雜質(zhì)和缺陷的半導體，叫做本征半導體。

實際上，摻雜半導體在高溫下也可以轉(zhuǎn)變?yōu)楸菊靼雽w。因此，本征半導體就是兩種載流子（電子和空穴）同樣都對導電起作用的半導體。

2、本征激發(fā)：

定義：當半導體的溫度T>0K時，有電子從價帶激發(fā)到導帶去，同時價帶中產(chǎn)生了空穴，這就是所謂的本征激發(fā)。本征激發(fā)的容易程度受到禁帶寬度的影響。

分子電子躍遷分子電子躍遷表示分子中價電子從一個能級因為吸收能量時，躍遷到一個更高的能級；或者釋放能量，躍遷到更低的能級的過程。如果起始能級的能量比最終能級的能量高，原子便會釋放能量（通常以電磁波的形式發(fā)放）。相反，如果起始能級的能量較低，原子便會吸收能量。釋放與吸收的能量等于這兩個能級的能量之差。

在此過程中的能量變化提供了分子結(jié)構(gòu)的信息，并決定了許多分子性質(zhì)如顏色。有關(guān)電子躍遷的能量和輻射頻率的關(guān)系由普朗克定律決定。

一般，我們應用電子躍遷來說明單個原子。當討論多原子分子時，我們應用分子軌道理論。也可以視單個原子為單原子分子，將各種情況的電子躍遷統(tǒng)一到分子電子躍遷的框架下來。這里的能級是基于分子軌道理論提出的。2

導帶導帶（英語：conduction band），又名傳導帶，是指半導體或是絕緣體材料中，一種電子所具有能量的范圍。這個能量的范圍高于價帶（valence band），而所有在導帶中的電子均可經(jīng)由外在的電場加速而形成電流。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

劉寶成 - 副教授 - 內(nèi)蒙古民族大學