Indonesian Subtitles for PV1x_2017_2.2.2_Doping-video



Subtitles / Closed Captions - Indonesian

Dalam video sebelumnya, kami menjelaskan bahwa semikonduktor tidak menghantarkan listrik dengan baik.

Salah satu cara untuk memanipulasi konduktivitas listrik dalam semikonduktor adalah untuk memanipulasi konsentrasi dari bermuatan listrik operator. Kita dapat melakukan ini dengan menggunakan doping. Dalam video ini, pertama kita akan memperkenalkan apa doping. Kemudian kita akan membahas bagaimana doping perubahan sifat material penting dalam semikonduktor. Konsentrasi pembawa muatan dalam semikonduktor dapat dimanipulasi oleh doping bahan. Doping berarti bahwa kita menambahkan kotoran di terkontrol

cara untuk materi. Mari kita ambil contoh silikon. Silicon memiliki empat elektron valensi. Dalam kisi silikon, setiap atom terikat, kovalen, empat atom silikon lainnya. Kita dapat mengambil kisi silikon dan pengganti sejumlah kecil silikon atom dengan atom yang berbeda. Hal ini biasanya dilakukan dengan atom dari dua elemen yang berbeda: Boron dan Fosfor. Boron atom memiliki tiga elektron valensi, sedangkan atom fosfor memiliki lima elektron valensi.

Ketika Boron digunakan sebagai dopan, materi dihasilkan disebut tipe-p. Ketika fosfor yang digunakan, kita sebut bahwa bahan tipe-n. Jadi apa yang sebenarnya terjadi ketika kita mengganti atom silikon dengan kotoran tersebut? Di sini Anda dapat melihat representasi skematis dari ikatan antara atom silikon dan Boron. Boron atom adalah di tengah-tengah diagram ini terikat empat atom silikon. Anda dapat melihat bahwa tiga dari atom silikon memiliki ikatan kovalen dengan atom Boron.

Namun, salah satu atom silikon memiliki ikatan tampak lucu dengan atom Boron. Hal ini karena saham atom Boron hanya satu elektron valensi. Obligasi ini hilang satu elektron. elektron ini hilang dilambangkan sebagai lubang. Di sisi kanan slide ini kita dapat melihat situasi dengan atom fosfor. Empat elektron valensi dari bentuk atom fosfor empat ikatan kovalen dengan tetangga atom silikon. Karena atom fosfor memiliki lima elektron valensi,

ada elektron ekstra mengambang di sekitar dan tidak terlibat dalam ikatan. Apa yang kita hanya menjelaskan dapat lebih baik divisualisasikan dengan bantuan dari ikatan dua dimensi model. Mari kita mulai membandingkan intrinsik dan doped semikonduktor nol Kelvin. Kita bisa melihat bahwa dalam kisi dari tipe-n semikonduktor, ada “ekstra” elektron dilakukan oleh atom fosfor. Demikian pula, tipe-p kisi mengandung lubang ekstra dilakukan oleh atom boron.

Jika suhu meningkat, beberapa obligasi silikon-silikon dapat pecah dan elektron dibebaskan dari obligasi. Elektron yang hilang dalam obligasi merupakan partikel virtual yang kita sebut lubang. Jadi, melanggar obligasi menghasilkan formasi pasangan elektron-lubang. Elektron dan lubang yang mobile dan dapat bergerak melalui materi. Proses yang sama obligasi melanggar juga terjadi jika bahan yang diolah. Namun, dalam didoping eksitasi termal bahan

juga mempengaruhi atom dopan. Dalam bahan tipe-n, fosfor ekstra elektron membutuhkan jumlah yang sangat kecil dari energi panas untuk mendapatkan lepas dari atom fosfor dan menjadi mobile. Oleh karena itu, kita mengatakan bahwa atom fosfor “menyumbangkan” elektron mobile gratis ke kisi silikon. Untuk alasan ini, fosfor juga disebut menjadi “donor”. Jika elektron ponsel ini meninggalkan fosfor atom, atom fosfor menjadi bermuatan positif.

Hal ini karena memiliki lebih proton dari elektron sekarang. Dalam bahan tipe-p, elektron dapat mudah diterima oleh atom Boron untuk mengisi lubang dan menyelesaikan ikatan kovalen dengan atom silikon. Kami menyebutnya dopan seperti Boron “akseptor”. The Boron atom menjadi bermuatan negatif karena sekarang telah menerima elektron ekstra. Kita mengatakan bahwa atom boron terionisasi negatif. Ionisasi atom dopan dapat mempengaruhi secara lokal netralitas muatan dari kisi itu sendiri.

Hal ini terjadi ketika operator seluler menguras wilayah dengan atom dopan terionisasi tetap Sebagai konsekuensinya, kisi-kisi akan menjadi lokal bermuatan positif dalam tipe-n, sementara di tipe-p itu akan menjadi bermuatan negatif. Namun demikian, netralitas jawab atas seluruh materi masih dipertahankan. Dalam video sebelumnya kita stres hubungan antara energi dan elektron komposisi dan struktur material. Selain itu, kami juga memperkenalkan energi Fermi

tingkat dan menunjukkan bahwa posisinya tergantung pada kepadatan efektif negara bagian di konduksi dan valensi band. Oleh karena itu kita dapat berharap bahwa, saat memasukkan atom donor dan akseptor, sifat ini akan terpengaruh. Mari kita lihat bagaimana. Mari kita mulai dengan melihat diagram pita dari tiga bahan kami. Dalam video sebelumnya saya menunjukkan Anda diagram pita dari semikonduktor intrinsik. Posisi tingkat Fermi yang saya miliki

berlabel E_Fi di sini sangat penting. E_Fi singkatan tingkat Fermi seorang intrinsik semikonduktor. Dalam diagram pita dari bahan tipe-n, tingkat energi dilambangkan sebagai ED merupakan energi dari “ekstra” elektron fosfor atom yang tidak terlibat dalam obligasi. Tingkat energi elektron ini terikat lemah terletak dekat dengan pita konduksi. Setelah dibebaskan dari atom, akan mendapatkan energi dan menempati tingkat energi dalam pita konduksi.

Karena dengan doping kita meningkatkan jumlah elektron dengan energi dalam pita konduksi rata-rata energi elektron akan meningkat. Hal ini akan mengakibatkan pergeseran tingkat Fermi menuju pita konduksi. Saya telah ditarik tingkat Fermi intrinsik untuk referensi, tapi nyata Fermi Tingkat E_F ditarik di sini dalam warna merah. Anda dapat melihat bahwa itu adalah antara tingkat Fermi intrinsik dan pita konduksi dan Semakin kita obat bius materi, semakin dekat tingkat Fermi akan ke pita konduksi.

Jika kita melihat bahan tipe-p kita dapat melihat efek yang sama, tetapi sebaliknya. Sekarang kita memiliki tingkat energi, dilambangkan sebagai E_A, yang ditempati oleh elektron yang diterima untuk membentuk ikatan kovalen. Karena dalam hal ini sebagian besar elektron menempati tingkat energi di atau dekat pita valensi energi rata-rata elektron akan berkurang. Tingkat Fermi bergeser ke arah pita valensi. Sekali lagi, semakin tinggi doping dengan atom akseptor, semakin dekat tingkat Fermi akan

untuk pita valensi. Sebelum kita bergerak maju dengan beberapa perhitungan untuk menentukan konsentrasi pembawa muatan mobile, penting untuk memahami beberapa terminologi penting. Dalam semikonduktor kita sering membedakan antara mayoritas dan minoritas biaya operator. Seperti yang sudah Anda memahami kita berurusan dengan dua jenis pembawa muatan dalam semikonduktor. Bermuatan negatif elektron dan positif lubang dikenakan biaya. Dalam sebuah semikonduktor intrinsik kita memiliki

jumlah elektron yang sama dan lubang. Namun dengan doping kita memanipulasi konsentrasi dari hanya satu jenis pembawa muatan. Kami menyebutnya konsentrasi yang adalah operator jauh lebih besar dibandingkan dengan operator jenis mayoritas lainnya. Ini adalah lubang di bahan tipe-p dan elektron dalam bahan tipe-n. biaya minoritas operator adalah operator dengan konsentrasi yang lebih rendah dari mayoritas operator. Ini adalah elektron di dalam bahan tipe-p

dan lubang di bahan tipe-n. Konsentrasi dopan dapat selektif dipilih sesuai dengan aplikasi. Untuk kristal silikon kita mungkin memiliki tiga tingkat doping, rendah, sedang dan berat, yang berkisar dapat dilihat pada gambar ini. Untuk ilustrasi ketika kita mengambil doping moderat 10 untuk kekuatan 16 atom dopan per kubik sentimeter ini berarti bahwa kita telah diganti hanya satu atom silikon dari 1 juta silikon atom. Untuk aplikasi sel surya, kita umumnya

menggunakan lapisan dengan moderat untuk konsentrasi dopan tinggi. Dalam video ini kita melihat bagaimana doping mempengaruhi beberapa sifat semikonduktor kualitatif. Dalam video berikutnya kita akan belajar bagaimana menghitung konsentrasi pembawa dan posisi tingkat Fermi semikonduktor tergantung konsentrasi doping mereka.



Video Description

PV1x_2017_2.2.3_Doping-video.mp4