我很认真的看了你写的问题,我也对半导体物理很感兴趣,希望和你交流。我也在学习这方面的东西。
对于你提到的“同样的问题在纯靠空穴导电的材料中是否也存在?即电子总是在价带中移动而不会跃迁到导带,不过毕竟由于价带的能级低”这句话,
我认为不存在。因为,“电子总是在价带中移动而不会跃迁到导带”是不可能的。 只有在绝对零度的时候,才能让电子全部在价带,即价带全满,导带全空。但事实上,绝对零度永远达不到(热力学第三定律)。所以,材料总会存在自身的热激发,即总会有一部分电子通过热运动跃迁到导带中去,从而在价带中产生等量的空穴。
好的,继续交流吧。
我再说明一下:
1、 我说的“价带全满,导带全空”,明确的指明了温度是在 绝对零度,这时候是束缚态。
2、 再来说说P型半导体吧。没错,P型半导体在价带中存在大量大量的空穴,P型半导体“几乎全靠”空穴导电(称之为多子)。为什么说几乎呢?因为这并不意味着导带中就没有电子,事实上P型半导体导带仍然会有少量的电子(称之为少子)(公式也可以说明这点)。而这个电子就是来源于热激发。
3、再补充一下,“热激发实际上就是掺杂半导体的特性”这话不对呀,热激发不论是掺杂半导体,还是非掺杂半导体(即本征半导体)都有自身热激发现象(除非温度是绝对零度,但这是无法达到的)。
4. 补充一个公式来说明一点,在热平衡状态下,不论是掺杂半导体,还是非掺杂半导体(即本征半导体),都有如下关系:
5. 从公式中也可以看到,价带中的空穴,导带中的电子,二者会同时存在的,并且二者的乘积为定值(当然,前提是处于热平衡状态)
好的,继续说说吧。
你关心的问题是 :主要想知道电子在导通的过程中有没有可能在导带和价带间“穿越”(应该主要是由导带到价带)
其实,这个情况是存在的。 PN结,加正向电压的时候,P区的多子(空穴)向N区扩散,N区的多子(电子)向P区扩散。那么,就会有一部分的电子和空穴在中间相遇,发生载流子的复合现象。
事实上,这个载流子的复合过程,就是导带中的电子跌落到价带中添补了空穴,结果是这一对载流子(电子空穴)成对消失。
补充:PN结正偏的时候,P区N区的多子向对方区域扩散的过程中,载流子在势垒区发生复合,至于有多少载流子会被复合掉,有多少载流子能顺利地扩散到对方区域,这个比例大小与外加的正向电压有关系,在不同的电压范围内比例不一样。
都讨论两天了,不知道我的回答您满意吗?