Was ist eine bandlücke?
Gefragt von: Hannelore Giese | Letzte Aktualisierung: 4. Februar 2021sternezahl: 4.6/5 (50 sternebewertungen)
Als Bandlücke, auch Bandabstand bzw. verbotene Zone, wird der energetische Abstand zwischen Valenzband und Leitungsband eines Festkörpers bezeichnet. Dessen elektrische und optische Eigenschaften werden wesentlich durch die Größe der Bandlücke bestimmt.
Wie entsteht eine Bandlücke?
Man kann also sagen, dass die Wechselwirkung mit dem Gitter die Energieparabel des freien Elektrons in eine Serie von Energiebändern zerreißt (siehe Abbildung 3 und 4) und somit Energielücken (= Bandlücken) entstehen.
Was ist ein Halbleiter leicht erklärt?
Halbleiter einfach erklärt
Halbleiter bestehen aus Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der eines Leiters, wie Kupfer, und der eines Isolators, wie Glas, liegt. Im Gegensatz zu Metallen fällt der Widerstand eines solchen Halbleiters mit steigender Temperatur ab.
Welche Halbleitermaterialien gibt es?
- Silizium (Si)
- Germanium (Ge)
- Bor (B)
- Selen (Se)
- Tellur (Te)
Warum eignet sich Silizium als Halbleiter?
Halbleitertechnologie von A bis Z
Silicium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 14 im Periodensystem der Elemente, es steht in der 4. Hauptgruppe und der 3. Periode. Silicium ist ein klassischer Halbleiter, seine Leitfähigkeit liegt also zwischen der von Leitern und Nichtleitern.
Energiebändermodell
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Warum wird ein Halbleiter dotiert?
Dotieren bedeutet das Einbringen von Fremdatomen in einen Halbleiterkristall zur gezielten Veränderung der Leitfähigkeit. Zwei der wichtigsten Stoffe mit denen Silicium dotiert werden kann sind Bor (3 Valenzelektronen = 3-wertig) und Phosphor (5 Valenzelektronen = 5-wertig).
Warum ist Silizium so wichtig?
Silizium oder auch Silicium ist ein natürliches Spurenelement, dass dem Bindegewebe, der Haut, den Knochen und Bändern seine elastische Stabilität gibt. Vitamine und Mineralstoffe sind also wichtig für einen gesunden Körper.
In welchen elektronischen Bauelementen werden Halbleiterwerkstoffe verwendet?
Eingesetzt werden organische Halbleiter in Leuchtdioden (OLEDs), Solarzellen (OPVs) und Feldeffekttransistoren. Mehrere halbleitende Moleküle oder Atome bilden im Verbund einen Kristall oder erzeugen einen ungeordneten (amorphen) Festkörper.
Was sind die Eigenschaften von Halbleitern?
Halbleiter sind Stoffe, die sowohl Eigenschaften von Isolatoren (Nichtleiter) als auch von Leitern besitzen. Ihre elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen der von Nichtleitern und Leitern.
Was ist die Halbleiterindustrie?
Die Halbleiterindustrie ist ein spezialisierter Bereich der Elektroindustrie. ... Des Weiteren zählen mikrosystemtechnische Bauelemente und -gruppen wie Sensoren und Aktuatoren (Wandler) zur Halbleiterindustrie.
Wie funktioniert ein Halbleiter?
Halbleiter nehmen eine Zwischenstellung zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren ein. Ihre Leitfähigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an, ganz im Gegensatz zum Verhalten metallischer Leiter. Wird die Temperatur erhöht, treten zwei gegengerichtete Effekte auf. ...
Was sind Halbleiter Bauteile?
Halbleiter sind elektronische Bauelemente bzw. Halbleiterbauelemente, die sich durch ein Material auszeichnen, dass nur unter bestimmten physikalischen und elektrischen Zuständen leitend ist.
Was versteht man unter einer Diode?
Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom in einer Richtung passieren lässt und in der anderen Richtung den Stromfluss sperrt. Daher wird von Durchlassrichtung und Sperrrichtung gesprochen.
Wie entstehen energiebänder?
In einem Festkörper mit einer großen Anzahl von Atomen treten durch die Wechselwirkungen nicht mehr diskrete Energieniveaus, sondern relativ breite Energiebereiche auf, die man als Energiebänder bezeichnet.
Wie kann man die Leitfähigkeit von Halbleitern verbessern?
Die Leitfähigkeit eines Halbleiters kann erhöht werden, wenn man Atome anderer Elemente (Fremdatome) einbringt, die mehr oder weniger Außenelektronen haben als die Halbleiteratome. Damit entstehen Störstellen mit freien Elektronen oder Defektelektronen. Die darauf basierende Leitung wird Störstellenleitung genannt.
Warum leiten Halbleiter besser wenn sie warm sind?
Bei einer höheren Temperatur stoßen die Ladungsträger öfter zusammen und werden somit unbeweglicher. Doch gerade durch die höhere Temperatur werden weitere Ladungsträger aus dem Halbleitermaterial frei, was zur Erhöhung der Leitfähigkeit führt. Die Eigenleitung des Halbleiters steigt.
Warum sind Halbleiter bei sehr tiefen Temperaturen Isolatoren?
Während Metalle beim Absenken der Temperatur den elektrischen Strom immer besser leiten, um in der Nähe des absoluten Nullpunktes schließlich eine sehr hohe Leitfähigkeit zu zeigen (für Supraleiter sogar unendlich), haben die Halbleiter somit ein umgekehrtes Verhalten, sie werden bei tiefen Temperaturen zum Isolator.
Wo sind Halbleiter zu finden?
Anwendungen sind Heißleiter, Varistoren, Strahlungssensoren (Photoleiter, Fotowiderstände, Photodioden bzw. Solarzellen), thermoelektrische Generatoren, Peltierelemente sowie Strahlungs- bzw. Lichtquellen (Laserdiode, Leuchtdiode). Halbleiter werden in einkristalliner, polykristalliner und amorpher Form verwendet.
Wie werden Halbleiter in der Industrie hergestellt und dotiert?
Bei der Weiterverarbeitung des Substrates fasst man folgende Prozesse als Front-End-Technologie zusammen: Halbleiter-Schichtwachstum durch Abscheidungs- / Epitaxieverfahren. Dotierung durch Einbringen von Fremdatomen in die Halbleiterstruktur. Oxidation zur Herstellung isolierender Schichten in Form von Siliziumoxid.
Wie bringt man Halbleiter zum leiten?
In reinen Halbleiter-Materialien sind – im Gegensatz zu elektrischen Leitern – im Grundzustand (fast) keine freien Ladungsträger verfügbar. Beispielsweise bilden im wohl typischsten Halbleiter-Element Silizium (und auch in Germanium) alle vier Valenzelektronen kovalente Bindungen mit den vier benachbarten Atomen aus.