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絕緣梯發(fā)明原理
電子能帶理論指出,固體中的電子僅僅只允許存在于一定的能量狀態(tài),而且這些能量狀態(tài)可以形成彼此分離的能帶。
電子趨向于先占據(jù)能量低的能帶,絕緣梯價(jià)帶就是在絕對(duì)零度能夠被填滿的能量高的能帶,在價(jià)帶之上的能帶叫做導(dǎo)帶,價(jià)帶以及導(dǎo)帶之間的空隙被稱為能隙。在絕對(duì)零度以上,價(jià)帶電子部分被激發(fā)而躍遷至導(dǎo)帶,成為導(dǎo)帶電子,并在價(jià)帶留下空穴。根據(jù)能帶理論,被電子填滿的能帶或空的能帶對(duì)電導(dǎo)沒有貢獻(xiàn),電導(dǎo)僅來源于半滿的能帶,導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴合稱載流子。金屬的導(dǎo)帶被部分填充,因而有好的電導(dǎo)。對(duì)于半導(dǎo)體和絕緣梯,絕緣梯在絕度零度下價(jià)帶被填滿,而導(dǎo)帶沒有電子。在常溫下,半導(dǎo)體由于能隙較小,可以通過熱激發(fā)而形成電子空穴對(duì),因而具有一定的電導(dǎo)。相反,絕大多數(shù)絕緣梯通常具有非常大的帶隙寬度,價(jià)帶電子很難被激發(fā)至導(dǎo)帶,因此絕緣梯的載流子濃度極低,相應(yīng)地電導(dǎo)也極低,或者說這種材料絕緣。
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