11

Metallik Katılar

22Bant Teorisi

33

İletkenlik Bantı

Değerlik BantıDeğerlik Bantı

Fermi Seviyesi

Fermi Seviyesi: T = 0 daki HOMO düzeyi

Li atomlarının s ve p orbitalleri arasında etkileşim mevcut

T > 0 da, Fermi düzeyindeki e lar uyarılarak iletkenlik bantına geçer. Bu e lar elektrik alanında hareket eder.

Boş

Dolu

44SiliSilisyumsyum

This gives 2 bond This gives 2 bond per Si atomper Si atom

2000 MOs

2000 MOs

Have 1000 Si atomsHave 1000 Si atoms

4000 e- or 2000 pairs4000 e- or 2000 pairs

2 pairs per Si atom2 pairs per Si atom

Band is completely filledBand is completely filled

55

yalıtkan yarıiletken iletken

Eg Eg 6 Elmas Yalıtkan 6 Elmas YalıtkanEg Eg 0.5 – 3 Yarıiletkenler 0.5 – 3 YarıiletkenlerEg Eg 0 İletken Metaller 0 İletken Metaller

66

Metaller — Sıcaklık arttıkça iletkenlik azalırYarıiletkenler —Sıcaklık arttıkça iletkenlik artarYalıtkanlar— iletkenlikleri çok düşüktür

Metallerde, T arttıkça atomların titreşimleri artar, bu durum iletkenliğin düşmesine neden olur.

EleElekktritrik İletkenliğk İletkenliğii

Yarıiletkenlerde, T arttıkça daha fazla elektron iletkenlik bantına geçtiğinden iletkenlik artar.

77ÖÖz Yarıiletkenlerz YarıiletkenlerGrup 4A Band gap (eV)C 6.0Si 1.1Ge 0.7Gri Sn (>13 ˚C) 0.1Bayaz Sn (<13 ˚C) 0Karbon 0

Safsızlık YarıiletkenleriSafsızlık Yarıiletkenleri• İletkenlik eser miktardaki safsızlık ilavesi ile kontrol edilir. • Safsızlıklar Ga, Al veya As atomlarıdır.• Aşılanan atom (dopant) Si atomları ile yer değiştirir.• Dopant atom ya Si dan daha az elektron ( Ga veya Al) yada Si dan daha

fazla elektron ( As) içerir.

88p-p-tipitipi

• Acceptor level is slightly higher in energy than Fermi level.

• Electrons readily promoted into acceptor level.

İletkenlik bandıİletkenlik bandıe-e- e-e- e-e-

+ + +

Acceptor level

n-n-titippii

e-e- e-e- e-e-

1.1 eVDonor level

• Donor level has electrons. • Electrons promoted from donor level to

conduction band.• Negative electrons are charge carriers and

so called n-type.

Değerlik BandıDeğerlik Bandı

Ga veya AlGa veya Al As veya SbAs veya Sb

SilisyumSilisyum

99

1010

•Light-emitting diode (LED)–Converts electrical input to light output: electron in photon out–Light source with long life, low power, compact design. –Applications: traffic and car lights, large displays.

•Solar Cell–Converts light input to electrical output: photon in electron outRenewable energy source!

LED Solar Cell

Bant teorisinin uygulamaları: LED ve Güneş Pilleri

1111

_

+

Schematic of edge-emitting LED

Composition of p/n regions tuned to produce red & blue lasers.Green lasers (532 nm) use special optical means to double the frequency of infrared light emitted from p/n junction.

1212

Schematic of a solar house