告别硅时代?石墨烯芯片如何重塑半导体?
但是,要想实现以上优势,石墨烯芯片还有一个重大的门槛需要跨越,那就是带隙问题。在半导体材料中,一般有两个主要的能带:价带和导带。带隙就是指价带顶部和导带底部之间的能量差距。在实际应用中,通过调整半导体的化学成分(如掺杂)或物理条件(如温度、压力),可以改变带隙的大小,从而改变材料的导电性质。如果我们...
我国氧化镓新进展!从硅到氧化镓,半导体是如何“进化”的?
能带是根据电子能量高低及状态划分的区域,通常包括导带、禁带、价带三部分。电子在能带中的位置越高,其能量就越大。就像一个物体离地面越高,其重力势能就越大。晶体硅的能带及原子结构示意图(图片来源:作者绘制)半导体内部的价电子通常被共价键束缚,无法自由移动,自然也就无法参与导电。所有价电子所处的能带区域被...
为什么用光照一下,奥特曼就能复活?
只有当入射光子的能量等于高低能级之间的差时受激辐射更容易产生。也就是说,一个光子入射经过受激辐射后发射了两个光子。这个过程被用来制作激光器。关于连续激光以及脉冲激光的产生我们在中就详细讲过。在此我们简单总结一下,引入多能级系统使较高能量的能级比低能级拥有更多的电子,随后受激辐射过程使入射光放大,...
有望直线超车!进击的中国“第三代半导体”
现代物理学描述材料导电特性的主流理论是能带理论,能带理论认为晶体中电子的能级可划分为导带和价带,价带被电子填满且导带上无电子时,晶体不导电。当晶体受到外界能量激发(如高压),电子被激发到导带,晶体导电,此时晶体被击穿,器件失效,禁带宽度代表了器件的耐高压能力。“第三代半导体”的禁带宽度是第一代和第二代半导...
光伏电池行业专题研究:N型向左,P型向右
由于空穴本质上是电子跃迁到导带自由移动后在价带留下的空位,因此二者是成对同时形成的。1)对于完全纯净的硅材料,两种载流子数量浓度相同,被称为本征半导体,这种状态下并不具备发电能力。2)当硅材料中掺入少量硼等三价元素原子就会成为P型半导体,由于杂质原子最外层电子数比硅少一个,多余的空穴就被引入,...
半导体行业深度报告:半导体硅片行业全攻略
半导体中有两种载流子,即价带中的空穴和导带中的电子,以电子导电为主的半导体称之为N型半导体,以空穴导电为主的半导体称为P型半导体(www.e993.com)2024年9月17日。在长晶环节中,超纯多晶硅在石英坩埚中熔化,掺杂Ⅴ族元素(磷、砷、锑等),当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的个多余电子,这就...
第三代半导体了解一下?走进氮化镓的广阔天地
导带的最低点和价带的最高点之间的能量差,就是所谓的“禁带宽度”,用电子伏特eV作为衡量单位。金属的禁带宽度非常小,电子很容易获得能量跃迁而导电,但绝缘材料的禁带宽度就很大,通常大于9eV,电子很难跳跃,所以无法导电。一般半导体材料的禁带宽度为1eV~3eV,只要给予适当的能量激发,就能导电。常见的晶体管,就是...
激光LD/VCSEL前景无限,你真的明白为何激光要登上大舞台
半导体激光(大多使用电激发光)则是属于「半导体发光」,前面曾经介绍过半导体发光的原理为:外加能量(光能或电能)激发半导体的电子由价带跳到导带,当电子由导带跳回价带时,将能量以光能的型式释放出来,如图二(b)所示。要发出激光,受激辐射是最基本的条件,如图二(c)所示,能量激发有「光激发光(PL)」或「电激发光(...
光芯片行业专题报告:从II~VI和Lumentum看光芯片国产化
三五族化合物具有直接带隙,进而电子在高低能级间跃迁时效率更高,进而使芯片输出激光的效率更高。带隙是电子从低能级(价带)跃迁高能级(导带)所需吸收的最小能量,对应的是价带顶部与能带底部的能量差距。直接带隙是指在能量-波矢图中,元素电子的价带底与导带顶对应的波矢相同,反之,若二者波矢有异,则称为间接带...