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n型半導体

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n型半導体

材料
有機半導体材料無機半導体材料
n型半導体とは、電子が多数キャリアとして電荷を運ぶ半導体である。負の電荷を持つ自由電子がキャリアとして移動することで電流が生じる。 例えば、シリコンなど4価元素の真性半導体に、微量の5価元素(リン、ヒ素など)を不純物として添加することでつくられる。5価の元素の添加により生じる余剰電子は、伝導帯のすぐ下にあるドナー準位に収容される。このドナー準位と伝導体のバンドギャップは小さいため、ドナー準位の電子は熱や光エネルギーを受けて伝導帯に励起され、自由電子となって電気伝導性を与える。n型半導体をつくる為の不純物をドナーといい、この不純物より形成された準位をドナー準位という。負( negative)の電荷を持つ自由電子が多数キャリアであることから、英語の頭文字をとってn型半導体と呼ばれる。有機半導体におけるn型半導体は、一般に電子アクセプター性のπ電子系有機化合物のことを指し、LUMOが真空準位に対して深いエネルギー準位に位置し、電子を他の分子から受け取りやすい性質を特徴とする。n型有機半導体は、電子を与えた後にラジカルアニオン(負の荷電体)となり、これが有機半導体の電子として機能する。

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