물리전자 Chapter3 - 고체의 양자이론(2)

이전의 내용에서 이어집니다. 

 

 

 

에너지 밴드 구조에서 곡률이 클수록 유효 질량은 작고, 곡률이 작을수록 유효 질량은 큽니다.
이를 직관적으로 이해하기 위해 E-k 다이어그램 상에서 곡률과 유효 질량의 관계를 나타낸 그래프를 확인해두면 좋습니다.

그리고 이어서,

직접 밴드갭 (Direct Bandgap) 과 간접 밴드갭 (Indirect Bandgap) 특성도 중요합니다.

• 직접 밴드갭: 전도대의 최소 에너지점과 가전자대의 최대 에너지점이 같은 k-값에 위치 → 전자-정공 재결합 확률 높음, 광학 소자에 유리
• 간접 밴드갭: 전도대 최소와 가전자대 최대가 서로 다른 k-값에 위치 → 광학적 재결합 효율은 낮지만, 공정성, 가공성, 안정성에서 이점
  → Si(실리콘)은 대표적인 간접 밴드갭 물질로, 전자기기 제조에 널리 사용

마지막으로,

표동 전류 (drift current), 확산 전류 (diffusion current) 식을 구할 때,
반도체 내의 캐리어 농도 분포가 반드시 필요합니다.
이후 배우게 될 페르미 준위, 농도 프로파일은 모두 전류 식 계산의 기반이 되므로 반드시 정확히 기억해두세요.

 

 

이제 캐리어 농도를 구하는 내용이 나옵니다. 캐리어 농도를 구하는 공식이 어떻게 증명되는지를 이해해주시면 됩니다.

 

상태밀도함수를 통해서 대역에서 전자가 어디에 어느정도로 있는지 확률적 분포로 확인할 수 있습니다.

상태밀도함수가 어떤 식으로 나타날 수 있는지를 확인해주시면 됩니다.

 

페르미 레벨은 굉장히 중요합니다. 어떤 의미를 가지고 있는지 내용을 통해 확실히 익혀주셔야 합니다.

볼츠만 근사 또한 계산 식을 편하게 해주기에 어떠한 조건에서 사용 가능한지를 외워주셔야 합니다. 

마지막으로 열평형이 반도체에서는 어떠한 의미를 가지는지 이해해주면 됩니다.

 

 

전체 내용은 아래의 PDF를 통해 확인해주세요.

 

3단원_복습.pdf

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