表面準位とは？

質問

大学の電気系学科の者です。
半導体の講義で、表面準位というものが出てきたんですがよくわからかったので、分かりやすい簡単な感じで説明していただける方がいましたらお願いします。

回答No.1

gandhi- · ベストアンサー

表面準位・界面準位の問題は非常に難しいと思います。
その成因はいまだ完全に決着していない問題ではないでしょうか。
しかし一般的に受け入れられている考え方は、こんな感じでしょうか。

結論：結晶周期性の崩れにより、バンド間の境界が曖昧になり、エネルギーギャップ内にも準位が現れる。

結晶の周期性により、エネルギー準位は伝導帯と価電子帯に分離し、間にエネルギーギャップが生まれます。
完全な周期性を有し、理想的な状態であれば、ギャップ内に準位は存在しません。
しかし、表面/界面というのは、その結晶の周期性が保たれなくなる場所です。
こうなると完全な準位の分離がされず、ギャップ内に準位が形成されます。
つまり伝導帯とギャップの分離が甘い為に、伝導帯の準位は下側にしみだし、反対に価電子帯の準位が上側にしみだします。
それが表面／界面準位の正体だと考えられています。

この結果、表面準位の伝導帯側は伝導帯準位の性質を引き継いで、アクセプタ形、下方の価電子帯側の準位は伝導帯準位の性質を引き継いで、ドナー形となります。

お礼

ありがとうございました。
教科書よりもわかりやすかったです^^