Frage von Emicool, 24

Elektronen im Halbleiter?

Bei p-halbleitern fehlt ja ein elektron. Warum wird es nicht einfach von dem Strom Zufluss ergänzt? Genauso wie bei n-halbleitern.. warum wird der Elektron nicht einfach abgegeben? Danke im Vorraus

Antwort
von NoHumanBeing, 17

Die n-Dotierung erfolgt mit einem Element wie Phosphor, die p-Dotierung mit einem Element wie Bor.

Silizium hat vier Elektronen in der äußersten Schale, Phosphor fünf, Bor drei.

Die Dotierung wird also mit einem Element gemacht, das sowohl in der Hülle, als auch im Kern mehr bzw. weniger Ladung hat, als das umgebende Silizium. Nach außen hin ist das ganze dann wieder elektrisch neutral, deshalb wird dort auch nichts "aufgefüllt". Würde man einfach geladene Siliziumionen in das Kritallgitter schießen, dann würde natürlich einfach entsprechend Ladung abgegeben und aufgenommen und danach wäre alles wieder neutral und ganz normales Silizium, aber hier sind es wirklich andere Elemente (andere Kernladung = Ordnungszahl).

Die Ladung der Hülle (alle Schalen) insgesamt entspricht der des Kerns. Deshalb wird das nicht einfach "aufgefüllt". Nach außen hin ist das alles elektrisch neutral.

Antwort
von ThomasJNewton, 13

Dazu musst du den Spagat zwischen Physik und Chemie hinkriegen.

Die Physik sagt uns, dass Ladungen einander anziehen oder abstoßen, weswegen Ladungsunterschiede immer sehr begrenzt sind, sonst fliegen Funken, oder Blitze.

Die Chemie lehrt uns, dass Atome gern von einem Oktett von Elektornen umgeben sind. Hast du wohl schon mal von gehört, von der Oktettregel.

Wenn man die Stoffe so mischt, dass ihnen nichts anderes übrig, als gegen eine dieser Regel zu verstoßen, dann hat man einen sehr merkwürdigen Stoff.
Deswegen muss man diese Halbleiter ja auch in Laboren oder Fabriken herstellen, weil sie so merkwürdig sind, dass sie in der Natur nicht vorkommen.

Die physikalische Neutralität will das ein, die Oktettregel will das andere.

Konfusius sagt Wenn sich Zwei streiten, freut sich der Dritte.

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