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물리전자공학 4 - 반도체의 캐리어, 전자와 정공 1. 전자와 정공 공유결합 되어있는 반도체 격자내에서 주변 환경이 만드는 열적 에너지 때문에 공유결합을 깨고 나오는 전자를 자유전자라고 지칭합니다. 자유전자는 반도체 격자 내를 자유롭게 움직일 수 있으며 이렇게 전자가 움직이며 전류를 만들 수 있습니다. 자유젼자가 나옴으로써 빈자리는 정공(Hole)이라고 부르며 가상의 입자(+q)로 생각합니다. 자유전자(-q) 와 정공(+q)을 전하를 운반한다고 생각해 캐리어(Carrier)라고 칭합니다. 2. 전하와 정공의 농도 각 캐리어의 농도는 단위부피당 얼마나 존재하는지로 [number/cm^3] 표현하며 캐리어의 농도가 변하는 요인으로는 주변 열적 에너지의 변화, 불순물을 도핑, 전기장 발생 그리고 방사선이나 빛이 있습니다. 위와 같은 방법들로 반도체의 전도도(..
물리전자공학 3 - 밀러 지수 (Miller index) 1. 밀러 지수 (Miller index) - 밀러 지수를 구하는 법 - 1. 결정면 위 원자와 좌표축과의 교점을 찾습니다. 2. 교점을 나타내는 계수를 구합니다. 3. 정수 조합에 역수를 취합니다. 4. 최소공배수를 곱해서 정수 조합을 얻어 밀러 지수를 구합니다. ※ 밀러 지수를 사용하는 이유는 실공간 내에 있는 것들을 역공간 내에서 해석하기 위함 입니다. ※ 1. 결정면 위 원자와 좌표축과의 교점을 구합니다. - 3x, 2y, 1z 2. 계수를 구합니다. - 3, 2, 1 3. 역수를 취합니다. - 1/3, 1/2, 1 4. 최소공배수를 곱합니다. - 2, 3, 6 $$ \therefore Miller \ index \ = \ (2, \ 3, \ 6 ) $$
물리전자공학 2 - 반도체 결정 구조 1. 결정 구조 용어 단위 셀, 유닛 셀 (Unit cell) : 전체 결정 구조를 표현할 수 있는 최소 단위 기저 벡터 (Basis vector) : 유닛 셀을 표현할 때 필요한 벡터 유효 원자 수 (Effective number of atoms) : 실제 유닛 셀 안에 들어있는 원자 개수 Primitive unt cell(PUC) : 유효원자수가 1인 유닛셀 Wigner-Seitz cell (WSC) : 고체 결정구조를 대표할 수 있는 유일한 Primitive unt cell 위 사진에서 A와 B는 각각 유닛 셀(Unit cell) 입니다. 각각의 셀을 표현할 때 필요한 벡터인 a1, b1, a2, b2는 기저 벡터(Basis vector) 입니다. A 유닛 셀 의 유효 원자수(Effective nu..
물리전자공학 1 - 반도체 기초와 분류 1. 전도도 (Conductivity) σ : Conductivity (전도도) σ 가 높으면 전류를 잘 흐르게 하는 물질입니다. $$ R(저항)= \rho \frac{L}{A} , \ \sigma (전도도) = \frac{1}{ \rho (비저항)} $$ 2. 반도체 (Semiconductor) 도체(Conductor) : 높은 전도도 (σ ↑) 절연체(Insulator) : 낮은 전도도 (σ ↓) 반도체(Semiconductor) : 중간의 전도도를 가지며 외부의 자극을 통해 전도도를 통제할 수 있습니다. 반도체로 활용될 수 있는 물질은 주기율표 내에서 13족에서 15족에 있는 물질들을 사용합니다. 주로 13에서 15족을 사용하는 이유는 이들이 서로 공유결합을 하기 때문입니다. [ 공유결합 : 원자들..

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