Cos'è la concentrazione del vettore?
La concentrazione del vettore è il numero di elettroni disponibili per passare attraverso un semiconduttore. Un semiconduttore è un dispositivo elettronico che condurrà elettricità quando viene applicata una fonte di energia. I cristalli o i materiali amorfi o non cristallini sono fabbricati per formare materiale a semiconduttore. Le quantità di tracce di molecole di metallo, chiamate droganti, possono essere aggiunte per fornire elettroni extra per il trasporto di corrente elettrica.
Una molecola è costituita da un nucleo centrale circondato da anelli o conchiglie di elettroni che sono costantemente in movimento. Alcuni materiali, chiamati donatori, hanno un elettrone relativamente lontano dal nucleo che può essere rimosso dalle correnti elettriche o dalle luce solare. Molecole diverse, chiamate accettori, mancano di un elettrone nel guscio esterno e possono prendere elettroni liberi presenti. Un semiconduttore utilizza molecole di donatore e accettore posizionate in materiale cristallino o amorfo. Gli spazi per gli elettroni nei materiali accettori sono spesso indicati come buchi.
silicio,sia cristallino che amorfo, è comunemente usato per i semiconduttori. Può trasmettere alcuni elettroni come materiale puro a temperature diverse. Questo è noto come la concentrazione intrinseca del portatore. Il silicio puro viene raramente usato come semiconduttore perché la concentrazione intrinseca è piuttosto bassa. Altri materiali, come il germanio o il carburo di silicio, hanno una concentrazione intrinseca di trasporto intrinseca più elevata e possono essere usati come semiconduttori puri.
Piccole quantità di droganti possono cambiare le proprietà di un semiconduttore e consentire il flusso di elettroni con meno resistenza. La misurazione della capacità elettronica per i semiconduttori drogati è nota come concentrazione di portatore estrinseco. Questo valore viene utilizzato per calcolare le proprietà elettriche del semiconduttore in un circuito elettronico. I cambiamenti nella concentrazione del vettore dal controllo del doping influenzeranno le proprietà elettriche del semiconduttore.
un semicoNductor contiene tre sezioni. La banda di conduzione è drogata sul materiale con molecole di traccia che hanno elettroni in eccesso. Il materiale di gap, normalmente un materiale puro senza doping, viene posto al centro. L'ultimo strato è lo strato di valenza, in cui il materiale è drogato con molecole di traccia prive di elettroni.
Ci sono molti usi comuni per semiconduttori diversi da quelli elettronici. I pannelli solari sono composti da celle di silicio amorfo collegate a circuiti elettrici. L'energia della luce solare rilascia elettroni nella banda di conduzione che passa attraverso i semiconduttori del silicio e crea una corrente elettrica. L'elettricità creata dai pannelli solari viene in genere utilizzata per caricare le banche della batteria per un uso successivo.
diodi a emissione di luce, o LED, sono dispositivi comuni utilizzati per accendere case, aziende e veicoli. Una corrente elettrica attiva un semiconduttore contenente droganti che danno luce visibile quando gli elettroni li attraversano. I LED creano pochissimo calore in eccesso, sono energy efficiente e hanno lunghe vite utili.