FÍSICA DE SEMICONDUCTORES BANDAS DE ENERGÍA UN Juan Camilo Ramirez Ayala código: 30 20 de junio del 2015

De niveles discretos a bandas de energía Hable sobre la evolución de las bandas de energía que presentan las estructuras cristalinas (muchos átomos) partiendo de los niveles discretos de los átomos individuales Ilustre cómo la estructura de las bandas de energía de un material impacta en las propiedades de un material. Qué son materiales: Aislantes Semiconductores Metales Qué son materiales intrínsecos, extrínsecos y anfóteros Tipos de Semiconductores Directos (GaAs) - transiciones Γ Indirectos (Si) - transiciones L o X

BANDAS DE ENERGIA Para cada material, en la red cristalina hay 3 bandas de energía, las cuales son Banda de conducción Banda prohibida Banda de valencia Se dará una breve explicación de cada banda por aparte

BANDA DE CONDUCCIÓN Es el intervalo de energías electrónicas, que se encuentra sobre el nivel de valencia, permite a los electrones sufrir ciertas aceleraciones por la presencia de un campo eléctrico externo, y por ello, permite la presencia de corriente eléctricas. Los electrones presentes en los materiales semiconductores, pueden alcanzar este nivel una vez se les da la suficiente cantidad de energía (en general energía térmica).

BANDA PROHIBIDA También conocida como BANDGAP, es la diferencia de energía entre la parte superior de la banda de valencia y la parte inferior de la banda de conducción, esta banda esta presente en materiales aislantes y semiconductores, para el Si esta banda de energía es de 1,1 eV.

BANDA DE VALENCIA Este es el nivel mas alto de los intervalos de energías electrónicas que se encuentra ocupado por electrones en el cero absoluto. En los semiconductores y aislantes aparece una banda prohibida (GAP) sobre la banda de valencia.

Materiales conductores Para los materiales conductores, los electrones se encuentran en su mayoría en la banda de conducción (como su nombre lo indica) en este caso, no hay GAP ya que el material tiene una fácil transición entre la banda de valencia y la banda de conducción.

MATERIALES AISLANTES Estos materiales poseen GAP de energía, pero los electrones no pueden pasar por ningún tipo de excitación a la banda de conducción, la mayoría de estos materiales, poseen un GAP muy grande, que no es penetrable por los electrones.

MATERIALES SEMICONDUCTORES Estos materiales poseen un GAP de energía en el orden de 1 eV y 2eV. Por medio de excitación térmica, los electrones pueden pasar de la banda de valencia a la banda de conducción pasando el GAP de energía, estos materiales en su mayoría si permiten esta transición

TIPOS DE MATERIALES Extrínsecos: Son aquellos materiales que poseen un tipo de dopado para alterar sus características. Intrínsecos: Son aquellos materiales que no poseen ningún tipo de dopaje. Anfóteros: Materiales anfóteros son aquellos que pueden comportarse como metales y no metales.