半導體

磁性半導體(Ferromagnetic Semiconductor)

磁性半導體(Ferromagnetic Semiconductor)
國立彰化師範大學物理所陳建淼研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

首先,先簡略介紹半導體的概念:半導體物質為介於導體與非導體間之物質,其導電性在導體與絕緣體之間,並隨溫度而增加。半導體最常利用矽當作半導體材料,因為純矽本身導電性低,故需加入特定雜質來增加導電性,常用的雜質有V A族,價電子數為5,所以可大量增加電子數目,而產生n型半導體;如果用III A族,價電子數為3,則大量增加電洞數目,而產生 p 型半導體。

海恩斯-蕭克萊實驗(Haynes-Shockley Experiment)

海恩斯-蕭克萊實驗(Haynes-Shockley Experiment)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

在1951年首度由貝爾電話公司實驗室的J.R. Haynes和W. Shockley完成了一項半導體的經典實驗,呈現出少數載子的漂移和擴散。這項實驗可以分別量出少數載子移動率μ和擴散係數D。

金氧半場效應電晶體(MOS Field-Effect Transistor. MOSFET)

金氧半場效應電晶體(MOS Field-Effect Transistor. MOSFET)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

被廣泛使用的電子元件,像是用在數位積體電路上,就是金屬-絕緣-半導體電晶體。此元件通道的電流是由閘極電壓透過絕緣層來控制通道的電荷數,但由於大部分此類元件都採用Si為半導體,SiO2為絕緣層,及金屬或是高摻雜的多晶矽為閘極,因此通稱此元件為金氧半場效應電晶體(MOSFET)。

有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diodes)

有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diodes)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

有機發光二極體(organic light-emitting diodes, OLED)中最簡單的構造就是將發光層(即有機材料)夾在兩個電極之間,像三明治形狀,而基板為與發光機制無關的玻璃,是用來當支撐的。此結構與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)的結構很像,LED一般結構為陽極n型半導體、活性層、p型半導體陰極。

蕭特基能障(Schottky effect)

蕭特基能障(Schottky effect)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞研究生/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

大部分p-n接面有用的特性可以簡單的經由形成一個適當的金屬半導體接點而得到,這樣的趨勢深具吸引力。而當需要高速整流時,金屬-半導體接面特別有用。另一方面,也必須能對半導體形成非整流(歐姆)接觸。

光激發光

光激發光 (photoluminescence)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞研究生/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

半導體發射光最簡單的例子,就是電子電洞對的直接激發與復合。如果復合的電子直接由傳導帶落至共價帶,中間未經過任何缺陷能階,則發光的波長會對應至能隙寬度的能量。達到穩定狀態時,電子電洞對的激發速率等於復合速率,半導體每吸收一個光子就會放出一個光子。

機率與測不準原理(Probability and Uncertainty Principle)

機率與測不準原理(Probability and uncertainty principle)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞研究生/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

對於原子尺度的粒子,我們無法對發生的物理事件做絕對精確的描述,只能處理這些物理量,例如動量、位置、能量等的平均值,即所謂的期望值(expectation values)。

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