FÍSICA DE SEMICONDUCTORES BANDAS DE ENERGÍA UN Cristiam Camilo Bonilla Angarita -fsc04Cristiam- 7/junio/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. 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. Niveles de energía en un átomo

¿Ahora que pasa si se ponen 2 átomos idénticos uno al lado del otro? Pues este fenómeno 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. ¿Ahora que pasaría si fueran mas de 2 átomos?

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. Eso si, seguirá existiendo un GAP entre las bandas de energía

Ilustre cómo la estructura de las bandas de energía de un material impacta en las propiedades de un material. El GAP en un material determina que tan conductor sea un material (aislante, semiconductor o conductor). Aislantes: son materiales cuya banda de conducción y valencia se encuentran separados por un GAP tan grande que es imposible un salto de electrones a la banda de conducción. Semiconductores: en estos materiales existe una pequeña distancia entre la banda de conducción y banda de valencia, bajo ciertas circunstancias se puede forzar un camino entre ambas bandas y permitir que el material se vuelva conductor. Metales: son materiales donde no existe un GAP entre su banda de conducción y su banda de valencia, por lo cual los electrones se pueden mover libremente.

Qué son materiales intrínsecos, extrínsecos y anfóteros Intrínseco: se le denomina intrínseco a un material semiconductor que esta echo de un solo tipo de elemento. Extrínseco: son materiales semiconductores que poseen “dopaje”, es decir una cierta cantidad de átomos de otro material que permiten niveles intermedios entre la banda de conducción y de valencia. anfótero: son semiconductores cuya composición de dopaje les da características de que a ciertas condiciones ambientales puedan reaccionar como hidrácido o como bases.

Tipos de Semiconductores Directos (GaAs): semiconductor hecho a base de galio y arsénico, se usa en diodos, células fotovoltaicas y circuitos integrados, además es un semiconductor tipo N. Indirectos (Si): la forma de las bandas que el mínimo de la banda de conducción y el máximo de la banda de valencia se encuentran a distinto valor, es decir se necesita un estado adicional intermedio entre la banda de conducción y valencia para que pueda haber conducción.