1. Doping:
- Doping di tipo N: L'aggiunta di atomi di impurità con più elettroni di valenza (come il fosforo o l'arsenico) al reticolo a semiconduttore crea elettroni extra liberi. Questo si chiama doping di tipo N .
- Doping di tipo p: L'aggiunta di atomi di impurità con un minor numero di elettroni di valenza (come il boro o l'alluminio) crea "buchi" nella banda di valenza, che fungono da portatori di carica liberi. Questo si chiama doping di tipo p .
2. Temperatura:
- L'aumento della temperatura fornisce più energia agli elettroni di valenza, permettendo loro di saltare alla banda di conduzione e diventare elettroni liberi. Ciò aumenta anche il numero di buchi nella banda di valenza.
3. Luce:
- La luce brillante su un semiconduttore può eccitare gli elettroni dalla banda di valenza alla banda di conduzione, generando elettroni e buchi liberi. Questo è il principio dietro i dispositivi fotovoltaici (celle solari).
4. Campo elettrico:
- L'applicazione di un campo elettrico forte può accelerare elettroni e fori, generando più coppie di buchi elettroni attraverso la ionizzazione a impatto. Questo è il principio dietro alcuni dispositivi a semiconduttore ad alta potenza.
5. Sforzo meccanico:
- L'applicazione dello stress meccanico può cambiare la struttura della banda di energia di un semiconduttore, portando ad un aumento del numero di elettroni e buchi liberi.
6. Campo magnetico:
- In alcuni semiconduttori, un campo magnetico può influenzare la rotazione degli elettroni, portando ad un aumento del numero di elettroni e buchi liberi.
Nota importante:
- Il metodo specifico utilizzato per aumentare il numero di elettroni e fori liberi dipende dall'applicazione desiderata e dal tipo di materiale a semiconduttore.
- Ad esempio, il doping è comunemente usato nei transistor e nei diodi per controllare la loro conduttività elettrica.
- La temperatura e la luce vengono utilizzate nei fototettori e nelle celle solari per convertire l'energia della luce in energia elettrica.
Controllando la concentrazione di elettroni e fori liberi, possiamo personalizzare le proprietà elettriche dei semiconduttori per varie applicazioni in elettronica e fotonica.
