Woher bekommt das Elektron, das wie oben beschrieben in das Dotieratom (Bor) springt seine Energie?

Question

Aufgabe:

Das P-dotieren eines Si-Halbleiters besteht darin ein 3-wertiges Atom, z.B. Bor, in den Siliciumkristalls hinzuzufügen. Das Dotieratom wird nun negativ geladen, da es ein Elektron eines benachbarten Si-Atoms aufnimmt. Es entsteht dabei ein positives Loch im Valenzband und es kann nun Strom fließen, da jetzt Platz im Valenzband besteht.

Problem/Ansatz:

Woher bekommt das Elektron, das wie oben beschrieben in das Dotieratom (Bor) springt seine Energie? Das Dotieratom befindet sich ja auf einen höherem Energieniveau... Siehe Skizze

Uns wurde in der Vorlesung nur gesagt, dass das Thema "Halbleiter" zu einem Teil nur von der Quantenmechanik erklärt werden kann und wir einige Sachen einfach so hinnehmen müssen. Ich weiß nur nicht ob meine Frage zur Quantenmechanik gehört.

LG

Answer 1

Hallo

soweit ich mich erinnere kann man mit einen Einzelniveau des Bors hier nicht rechnen. Durch den Einbau in das Kristallgitter des Si ist die Konfiguration mit einen e bei Bor günstiger, man braucht also keine Energie um es dahin zu "heben"

lul

Comments

Eine allgemeine Frage:

Ein Elektron durchläuft einen Stromkreis. Hat dieser Elektron dann am Ende ein höheres Energie-Niveau erreicht? Wegen E=eU ...

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Danke für die Antwort. Habe jetzt gecheckt, dass das Bor-Atom ein Elektron aufnimmt und es dann neg geladen ist. Genau das zeigt auch das Diagramm oben.

Also DAS BOR ATOM wird NACH Aufnahme des Elektrons auf ein höheres Energieniveau gebracht, was letztlich nicht maßgebend ist für den Vorgang.

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Das obige ist falsch... Richtig sein müsste folgendes:

Wie in der Abb. zu sehen ist, hat das Bor Atom ein höheres Energieniveau als das Valenzband. Ihre Differenz ist jedoch sehr gering, d.h. ihre Bandlückenenergie ist leicht zu überwinden, was durch die Raumtemperatur auch passiert.