Вырожденный полупроводник

Эта статья посвящена сильнолегированным полупроводникам, которые начинают проявлять электронное поведение, подобное металлу. Чтобы узнать о других значениях, см. Вырождение .

Вырожденный полупроводник — это полупроводник с таким высоким уровнем легирования , что материал начинает вести себя скорее как металл , чем как полупроводник. В отличие от невырожденных полупроводников, эти виды полупроводников не подчиняются закону действия масс , который связывает концентрацию собственных носителей с температурой и шириной запрещенной зоны.

При умеренных уровнях легирования атомы примеси создают отдельные уровни легирования, которые часто можно рассматривать как локализованные состояния, которые могут отдавать электроны или дырки путем термического продвижения (или оптического перехода ) в зону проводимости или валентную зону соответственно. При достаточно высоких концентрациях примеси отдельные атомы примеси могут стать настолько близкими соседями, что их уровни легирования сливаются в примесную зону, и поведение такой системы перестает проявлять типичные черты полупроводника, например увеличение проводимости с температурой. С другой стороны, вырожденный полупроводник по-прежнему имеет гораздо меньше носителей заряда, чем настоящий металл, поэтому его поведение во многом является промежуточным между полупроводником и металлом.

Многие халькогениды меди представляют собой вырожденные полупроводники p-типа с относительно большим количеством дырок в валентной зоне. Примером может служить система LaCuOS _1−x Se _x с легированием Mg. Это широкозонный вырожденный полупроводник p-типа. Концентрация дырок не меняется с температурой, что является типичной чертой вырожденных полупроводников.

Другим хорошо известным примером является оксид индия и олова . Потому что его плазменная частота находится в ИК-диапазоне это достаточно хороший металлический проводник , но прозрачный в видимой области спектра.