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材料的带隙是怎样影响FET器件的开关比的？: lw526 2019-12-31 17:16; 前情提要：最近，与实验组合作做一些工作。昨天，我们讨论的时候谈到了我们的样品是半导体性的还是金属性的问题。计算的得到的本征特性是半导体性的，有带隙。实验样品生长的时候有点不纯，也就是存在掺杂。我就想掺杂了肯定金属性呢。然后实验组说测量了样品的开关比得到了半导体特性。我就被问住了（蒙圈脸，思考脸），我想了很多，是因为吸附，边缘未成键的原因？然后一想人家测试了多层样品也是同样的结果。这就排除了我的疑问。我就在怀疑难道的我们结构没解析正确么？但是其他结果都正确的呀，而且HRTEM 结果和计算结构完美符合。然后，实验组补刀硅是半导体性的，但是应用中的硅器件都是有掺杂的呀？为啥掺杂的硅也是有很大开关比的。我表示不知道呢，这是怎么回事，居然和学过的能带论，化学键理论都不符合。金属还是半导体？能带论：我们的材料的本征的半导体特性，也就是价带刚好填满，导带刚好空着。掺杂以后电子少了，当然就成了金属性了。化学键理论：一般实际存在的半导体或绝缘体，一定要满足某些原子得到电子，另一些原子失去电子，当得到电子数和失去电子说相同的时候，才有可能形成带隙，成为半导体或绝缘体。例如，NaCl、NaCl中Na原子失去一个电子形成Na + ，而Cl原子得到一个电子形成Cl - ，所以成就了NaCl固体的绝缘特性。而我们讨论的这个材料是本征的半导体特性，掺杂以后的样品，不能满足这种平衡，所以就是金属特性。然后看到小木虫的帖子（ http://muchong.com/html/201003/1893675_2.html ）复习了半导体物理，终于明白了：问题出在开关比测量中。开关比测量需要把样品做成器件，然后通过调节偏压测量样品在导通（金属态）和关断（半导体态）两种情况下的电流大小，电流大小的比值就是开关比。偏压可以理解为给费米面上的电子一个能量，让它从价带跳到导带。这个偏压是由器件的源漏极两端的电势差提供的。当偏压大于半导体带隙时，就可以使得样品导电。当偏压小于半导体带隙时，就可以使得样品不导电就是关断。通过拟合不同温度下的开关比就可以得到带隙（我也不知道原理，实验组说的，等我弄懂了再添加）。你一定会问，这和你的半导体性还是金属性有啥关系呢。是这样的，通过刚才开关比测量的原理，我们测量的开关比除了可以反映样品的半导体特性。其实也可以反应费米面附近的带隙大小。对于前者，没有偏压就是关闭，有大于带隙的偏压，就是导通。而对于后者，没有偏压是导通，有偏压是关闭。所以，半导体的低浓度掺杂也会测量出开关比。这和费米面附近的带隙大小有关。本人水平有限，对实验也理解有限，如有啥错误，还请指教。; 个人分类: 知识|6061 次阅读|0 个评论

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