半導体ー半導体界面

質問

ｐ型半導体とｎ型半導体の界面を次のように表現した図がありました。
模式的エネルギーダイアグラムとあります
界面では２つの半導体のhomo lumoは連続になるのではないでしょうか。なぜこんなにバンドベンディングが起こっているのでしょうか。

回答No.1

semikuma · ベストアンサー

HOMO、LUMOということは、これは有機物半導体ですね。
(HOMO、LUMOは逆だと思いますが)。
私は有機屋でないので無機の半導体の知識がそのまま通用するかは判りませんが、無機の半導体ヘテロ接合ではよくあることです。
有機半導体のP型、N型をどうやって作るのかも知りませんが、この図では、左右どちらの層もフェルミレベルはHOMO-LUMOギャップの中央付近にあって、左側の電子親和力が小さい(準位が上)の層と右側の電子親和力が大きい(準位が下)の層とをヘテロ接合させた図に見えます。

無機半導体の場合、PN接合でもショットキー接合でもヘテロ接合でも、界面の相対的準位はそのまま、全てのフェルミレベルが一致するように電子が流れます。
(従って有機の場合でも、左右の金属の準位は同じはずです)。
左側の層からは、金属および右側の層へ電子が流出して、フェルミレベルが引き下げられます。
金属の準位は変わらないので、金属との界面が盛り上がった形となります。
逆に右側の層には電子が流入してフェルミレベルが引き上げられますが、やはり金属の準位は変わらないので、金属との界面は下に曲がります。

同様に左右の層の界面の相対的準位は変わらないので、左の層は上に曲がり、右の層は下に曲がります。
多分、左側の層の界面にはホールがたまる(電子が欠乏する)のでP型となり、右側の層の界面には電子が過剰にたまるのでN型となるのでしょう。

有機半導体の場合、HOMO、LUMOが連続になるかどうかは知りませんが、2つの層が同じ物質である場合(ドーピングでP型、N型を作った場合)、あるいは両者が化合して接合した場合にそうなるのではないでしょうか。

お礼

hoｍo lumo確かに逆でした
すいません
有機でも無機でもそう変わらないのかなと思い勇気がでました。
どうもありがとうございました