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原子の原子価電子の数は、なぜ半導体なのかをどのように説明していますか?

半額としても知られている金属は、金属と非金属の特性の間に該当する特性のユニークな組み合わせを示します。半導体として機能する能力は、所有する価電子の数に直接関係しています。

方法は次のとおりです。

* 価電子: 価電子は、原子の最も外側の殻の電子であり、化学結合に関与するものです。メタロイドには、中程度の数の価電子があります 、通常3〜6。この数は金属のような強い金属結合を形成するのに十分ではありませんが、電子を獲得してイオン結合を形成する傾向がある非金属ほど高くはありません。

* 半導体の動作: メタロイドには、部分的に満たされた価電子バンドがあります 小さなエネルギーギャップ 価電子帯と伝導帯の間。このユニークな電子構造は、次のことを可能にします

* 特定の条件下での導電率: 外部エネルギー源(熱や光など)を適用すると、原子価帯域から電子帯域から伝導帯にジャンプでき、電気伝導率が向上します。これが、金属が半導体と呼ばれる理由です。その導電率は、導体(金属)と絶縁体(非金属)の導電率です。

* 制御可能な導電率: エネルギーギャップと価電子の数は、ドーピングによって操作できます。これには、メタロイドに不純物を追加することが含まれます。これにより、材料の導電率を微調整できるため、さまざまな電子アプリケーションに適しています。

例:

* シリコン(SI): シリコンには4つの価電子があり、トランジスタ、統合回路、太陽電池で広く使用されている半導体です。

* ゲルマニウム(ge): シリコンと同様に、ゲルマニウムには4つの価電子もあり、トランジスタやその他の電子機器で使用されています。

* harsenic(as): ヒ素には5つの価電子があり、他の半導体の特性を変更するためのドーパントとしてよく使用されます。

要約: 中程度の数の原子価電子は、部分的に満たされた価電子帯と小さなエネルギーギャップにつながり、これらの元素のユニークな半導体挙動を可能にします。それらの導電率はドーピングによって制御され、それらを最新の電子機器に不可欠なコンポーネントにすることができます。

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