Bonjour à tous ,
Je voudrais savoir quelle est l'intérêt de calculer l'énergie de gap pour un matériau quelconque ?
Comment puis-je distinguer entre : les conducteurs, les semi-conducteurs et les isolants par la détermination de cette énergie ?
Merci à tous
bonjour
et bien pour les électrons c'est comme pour les randonneurs :
conducteur: la plaine facile je vais partout sans me fatiguer
semi conducteur : montagne à vache avec un peu d'effort et d’énergie on y arrive
Isolant : là c'est la haute montagne hors saison donc impraticable.
JR
l'électronique c'est pas du vaudou!
Salut,
Il faut comparer cette énergie à l'agitation thermique. Si Eg >> Ethermique, c'est isolant, si << c'est conducteur, si c'est du même ordre c'est semi-conducteur.Envoyé par grabsi
(bon en toute rigueur ça dépend aussi de la position du niveau de Fermi)
Ce n'est pas simple de calculer l'énergie de gap (résolution de l'équation de Schrödinger dans un potentiel périodique), c'est même ardu. En général on préfère la mesurer.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Bonjour,
Avec un gap de 1,1 eV à 300K le silicium pur est considéré comme un semi conducteur. A cette même température, l'agitation thermique kT vaut 0,026 eV. Il est donc difficile de faire référence à l'agitation thermique pour classer les matériaux. Dans le Kittel de physique du solide, on trouve la proposition de classer les SC en fonction de leur résistivité à 300K, on considère alors que sont SC les matériaux dont la résistivité est comprise entre 10-2 et 109 ohm cm. D'un point de vue physique il n'y a pas de différence fondamentale entre un SC et un isolant, les premiers ont un gap de faible largeur et les seconds un gap de largeur élevée. La frontière entre les deux est donc arbitraire. Le cas des conducteurs métalliques est à part, la largeur du gap n'a aucune importance car la bande de valence n'est remplie que partiellement, il n'y a pas besoin de faire intervenir un transfert d'électrons vers une bande supérieure pour interpréter la conductivité. On peut enfin noter qu'il existe des SC à gap nul comme le graphite, ceux-ci étant parfois classer comme semi-métaux.
Une autre façon de voir est de comparer le gap à l'énergie des photons du domaine visible qui est comprise entre 1,5 et 3 eV. Ça reste la encore tout à fait arbitraire puisqu'on fait intervenir une caractéristique biologique!
Que sais-je?
Bonjour,
Les semi-conducteurs sur lesquels portent la recherche en électronique (en particulier pour la conversion d'énergie) ont par ailleurs des gap de plus en plus importants (3.3 eV pour le 4H-SiC et 3.5 eV pour le GaN, qui sont tout deux disponibles commercialement), voire sont généralement considérés comme d'excellent isolants : le diamant, par exemple, qui a un gap de 5.5 eV, ou le β-Ga2O3, dont le gap vaut 4.5 à 4.9 eV
https://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-c...A0_large_bande
https://ieeexplore.ieee.org/document/9198897
Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.
Bonjour,
Cela dépend aussi du remplissage des couches électronique. Le gap ne dit pas tout à lui tout seul.
Not only is it not right, it's not even wrong!
Merci beaucoup mes professeurs pour ces explications détaillées, j'ai compris beaucoup de choses intéressantes .
C'est très gentil
Salut,
On n'est pas tous prof(je suis fonctionnaire informaticien à l'Agriculture)
Notons que l'exemple du diamant de Antoane est particulièrement parlant. Je me faisais justement la réflexion il n'y a pas si longtemps "semi-conducteur" qualifie plus les comportements électroniques (qui dépendent du remplissage des couches comme signalé par Albanxiii et donc du niveau de Fermi, qui dépendent aussi des comportements avec dopage) que la conduction et donc le gap. Curiosité de la terminologie historique
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ah Oui, c'est pas intéressant la fonction, l'essentiel j'apprends beaucoup de choses grâce à vos réponses magnifiques... Merci encoreSalut,
On n'est pas tous prof
Notons que l'exemple du diamant de Antoane est particulièrement parlant. Je me faisais justement la réflexion il n'y a pas si longtemps "semi-conducteur" qualifie plus les comportements électroniques (qui dépendent du remplissage des couches comme signalé par Albanxiii et donc du niveau de Fermi, qui dépendent aussi des comportements avec dopage) que la conduction et donc le gap. Curiosité de la terminologie historique
