FÍSICA DE SEMICONDUCTORES BANDAS DE ENERGÍA UN David Antonio Burbano Lavao -fsc05David-

Evolución de las bandas de energía Se sabe que un material tiene una serie de niveles de energía permitidos, según el material estas características cambian, sin embargo todos tienen en común el poseer un nivel de conducción, un nivel de valencia y un espacio entre niveles de energía conocido como GAP, dicho espacio nunca será habitado por electrones. El fenómeno en el que 2 átomos idénticos están el uno al lado del otro, es el que sucede en los cristales del mismo material, entonces según el principio de exclusión de Pauli y sabiendo que es imposible que existan 2 electrones ocupando exactamente el mismo nivel de energía entonces los niveles de energía de cada átomo se mueven ligeramente separándose unos de otros, pero a su vez manteniendo una distancia muy pequeña entre cada uno.

Evolución de las bandas de energía La separación discreta de los niveles de energía entre cada átomo se hace mas pequeña, de este modo cana nivel se vuelve en una banda de energía que podría considerarse continua. Seguirá existiendo un GAP entre las bandas de energía

Clasificación Materiales Los materiales aislantes son aquellos para los cuales existe una gran diferencia de la parte inferior donde se encuentran los electrones libres (Banda de conducción) y la parte superior de la Banda de los electrones de valencia (Banda de valencia), mas conocida como gap. Los materiales semiconductores poseen una banda gap mucho mas pequeña, lo que permite hacer movimiento de electrones cuando se excita el sistema. La energía para trasladar el electrón ronda cerca de 1eV. Los materiales conductores requieren poca cantidad de energía para producir movimiento de cargas ya que sus bandas de conducción y valencia se encuentran juntas.

Clasificación Semiconductores Los semiconductores intrínsecos son aquellos semiconductores en estado puro, siendo la cantidad de huecos presentes en la banda de valencia igual al numero de electrones libres en la banda de conducción, los mas conocidos son el Silicio y el Germanio. Los semiconductores extrínsecos son los que se someten a un ingreso de impurezas procedentes del grupo III o V para aumentar su conductividad, a dicho proceso se le denomina dopado. Los semiconductores anfóteros son aquellos que son dopados con silicio o germanio

Tipos de semiconductores Semiconductores directos: Cuando un semiconductor se encuentra excitado. O sea que dispone de electrones en la banda de conducción, puede emitir fotones como resultado de la recombinación de los electrones de la banda de los electrones de la banda de conducción que saltan hacia la banda de valencia el reacomodamiento de electrones de la banda de conducción con huecos de la banda de Valencia permite que si el semiconductor es del tipo Directo se genera un Fotón desapareciendo el electrón y el hueco. Ejemplo: GaAs Semiconductores Indirectos: Son los semiconductores dopado con impurezas donadoras en el que los electrones libres son mayoritarios. Impureza donadora: átomo capaz de dar fácilmente un electrón libre (para el silicio son átomos pentavalentes con el fosforo). Ejemplo: Si