Avainero rappeutuneiden ja rappeutumattomien puolijohteiden välillä on, että degeneroituneissa puolijohteissa elektronien tai reikien injektointi on mahdollista vain Fermin energiatasolta, kun taas ei-degeneroituneet puolijohteet voivat aiheuttaa kahdentyyppisten kontaktien muodostumista orgaaniseen materiaaliin.
Puolijohteet ovat materiaaleja, joiden sähkönjohtavuusarvo on johtimien ja eristeiden johtavuuden välissä. Degeneroituneet puolijohteet ovat puolijohteiden tyyppejä, joissa voidaan havaita korkea dopingtaso, jolloin puolijohde toimii metallina kuin puolijohteena.
Mitä ovat rappeutuneet puolijohteet?
Degeneroituneet puolijohteet ovat puolijohteita, joissa voidaan havaita korkea dopingtaso, jolloin puolijohde toimii metallina kuin puolijohteena. Toisin kuin muut tyypit, tämäntyyppiset puolijohteet eivät noudata massatoiminnan lakia (massavaikutuksen laki liittyy kantoaallon sisäiseen pitoisuuteen lämpötilaan ja kaistaväliin).
Kuva 01: Puolijohteiden doping
Kun harkitaan kohtalaista dopingtasoa, seostusatomit luovat yksittäisiä dopingtasoja, joita pidetään paikallisina tiloina ja jotka voivat luovuttaa elektroneja tai reikiä lämmön edistämisen avulla joko johtavuus- tai valenssivyöhykkeille. Kun epäpuhtaustaso on riittävän korkea, yksittäiset epäpuhtautta aiheuttavat atomit voivat tulla riittävän lähelle, mikä saa dopingtasot sulautumaan toiseen epäpuhtausvyöhykkeeseen. Tässä tällaisen järjestelmän käyttäytyminen ei enää näytä puolijohteen tyypillisiä piirteitä. Esimerkiksi järjestelmän johtavuus voi kasvaa lämpötilan noustessa.
Kuitenkin rappeutuneessa puolijohteessa on vähemmän kantoa altoja verrattuna oikeaan metalliin. Siksi käyttäytyminen on puolijohteen ja metallin välissä.
Mitä ovat ei-degeneroituneet puolijohteet?
Ei-degeneroituneet puolijohteet ovat puolijohteita, jotka sisältävät kohtalaista dopingtasoa, ja lisäaineatomit ovat hyvin erillään toisistaan, ja niiden vuorovaikutus on merkityksetön. Lisäksi lisäaineatomeilla on erilliset energiatasot, ja ne muodostuvat yleensä johtavuuskaistan reunan alapuolelle tai valenssikaistan reunan päälle.
Koordinaatioyhdisteissä ligandien kiinnittyessä siirtymäelementti-ionia ei enää eristetty. Siksi ligandien datiivinen sitoutuminen johtaa viiden d-orbitaalin jakaantumiseen kahdeksi joukoksi. Näiden kahden joukon energia ei ole yhtä suuri. Siksi voimme kuvata niitä ei-degeneroituneiksi orbitaaleiksi.
Mitä eroa on rappeutuneella ja ei-degeneroituneella puolijohteella?
Puolijohteet ovat materiaaleja, joiden johtavuus on johtimen ja ei-johteen välissä. Keskeinen ero rappeutuneiden ja ei-degeneroituneiden puolijohteiden välillä on, että degeneroituneissa puolijohteissa elektronien tai reikien injektointi on mahdollista vain Fermin energiatasolta, kun taas ei-degeneroituneet puolijohteet voivat aiheuttaa kahdentyyppisten kontaktien muodostumista orgaaniseen materiaaliin.
Alla oleva infografiikka esittää erot rappeutuneiden ja ei-degeneroituneiden puolijohteiden välillä taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – rappeutunut vs ei-degeneroitunut puolijohde
Degeneroituneet puolijohteet ovat puolijohteiden tyyppi, joissa voidaan havaita korkea dopingtaso, mikä tekee niiden toiminnoista samanlaisia kuin metallien. Ei-degeneroituneet puolijohteet ovat puolijohteita, jotka sisältävät kohtalaista dopingtasoa ja joissa seostusatomit ovat hyvin erillään toisistaan ja vuorovaikutuksia on mitätön. Keskeinen ero rappeutuneiden ja ei-degeneroituneiden puolijohteiden välillä on se, että degeneroituneissa puolijohteissa elektronien tai reikien injektointi on mahdollista vain Fermin energiatasolta, kun taas ei-degeneroituneet puolijohteet voivat aiheuttaa kahdentyyppisten kontaktien muodostumista orgaaniseen materiaaliin.
