결정의 전기전도도 실험 레포트

소개글

결정의 전기전도도 실험레포트입니다. 목차를 보시고 구매하셔 짧지만 도움되셨으면 합니다.^^

목차

1. 금속. 반도체. 절연체 의 성질
2. 결정의 전도도
3. 금속 과 반도체 의 특징.
3-1 금속결합
3-2 반도체
3-3 금속과 반도체의 에너지대역 구조
4.전도도에 영향을 주는요인
5.참고문헌

본문내용

3-3 금속과 반도체의 에너지대역 구조

모든 고체는 그들 각자 고유의 에너지 대역구조를 가지고 있다. 이 대역구조의 변화는 여러 가지 물질에서 관측되는 광범위한 전기적 특성의 원인이 된다. 전자들이 인가전계에서 가속되기 위하여는 새로운 에너지 상태로 옮겨져 갈 수 있어야 한다. 이것은 이들 전자가 점유할 수 있는 빈 상태가 존재하여야 한다는 것을 암시한다. 예를 들어 비어 있어야 할 에너지대역에 비교적 적은 수의 전자가 머물러 있다면, 아직 채워지지 않은 많은 에너지 상태들은 그곳으로 전자들이 이동하여 채워질 수 있다. 한편 실리콘 대역구조에서 가전자 대역은 0K에서 전자들로 완전히 채워지며 전도대역은 비워져 있다. 전자가 이동하여 들어갈 t ndlT는 빈 상태가 하나도 없기 때문에 가전자대역 내에서는 전하의 전송이 있을 수 없다. 전도대역에 전자가 하나도 없어서 전하의 전송이 역시 생길 수 없다. 따라서, 실리콘은 절연체의 대표적인 고저항을 갖는다.
0K에서 반도체 물질은 근본적으로 절연체와 같은 에너지 대역구조를 가지고 있다. 다만 차이는 대역간극의 밴드갭의 크기가 절연체보다 훨씬 작다는 것이다. 예를 들어 다이아몬드 구조는 5eV 인데 비하여 반도체 Si는 약 1.1eV이다. 이와같이 반도체의 비교적 작은 에너지 대역간극 으로 말미암아 적당한 크기의 열적 또는 광학적 에너지로서 낮은 가전자대역으로부터 높은 전도대역 으로의 전자의 여기가 허용된다.
금속체에서는 이 에너지 대역들이 중첩되거나 부분적으로 충만되어있다. 따라서 대역 내에서 전자와 빈 에너지상태가 서로 혼합되어 있어서, 전자들은 외부전계의 영향 아래서 자유롭게 이동할 수 있다.
반도체에서 결정의 온도를 올리면 전자는 열 에너지를 얻어 밴드갭을 뛰어넘어 위의 밴드로 이동하는 것이 가능하다. 통계물리학의 볼쯔만 원리에 의하면 그와같은 점프확률은 에 비례한다. 상온에서의 KT는 0.025 eV 정도이므로 점프할 수 있는 전자의 수는 대단히 작지만 온도상승과 더불어 급격히 증가한다.

참고 자료

-재료과학. 서영섭.방명성 백승호 공저 p15. p254~p256
-재료물리학 James.D.Livingston p3~p16
-Solid State Electronic Devices Ben G. Streetman p58~p64