Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................1
MỞ ĐẦU...........................................................................................................4
1.Lý do chọn đề tài...............................................................................................4
2.Mục đích nghiên cứu.........................................................................................6
3.Nhiệm vụ nghiên cứu........................................................................................6
4.Đối tượng nghiên cứu........................................................................................7
5.Phạm vi nghiên cứu...........................................................................................7
6.Phương pháp nghiên cứu...................................................................................7
NỘI DUNG.......................................................................................................8
Chương 1: Cơ sở lý thuyết.............................................................................8
1.1 Mạng tinh thể của vật rắn.......................................................................8
1.1.1 Mạng tinh thể lý tưởng..............................................................8
1.1.2 Ô sơ cấp (ô cơ sở)......................................................................8
1.1.3 Phân loại các loại mạng tinh thể...............................................9
- Thể tích của ô mạng phải là nhỏ nhất. ............................................................ 10
1.1.4 Sai hỏng mạng trong mạng tinh thể thực tế............................11
1.2 Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn..............................................12
1.3 Cấu trúc graphite (than chì).................................................................15
1.4 Cấu trúc màng mỏng............................................................................16
1.5 Hiệu ứng Hall lượng tử........................................................................17
1.5.1 Hiệu ứng Hall..........................................................................17
1.5.2 Hiệu ứng Hall lượng tử...........................................................19
Chương 2: Sơ lược về chất bán dẫn............................................................21
2.1 Khái niệm..............................................................................................21
2.2 Cấu trúc miền năng lượng của chất bán dẫn.......................................21
2.3 Các loại bán dẫn...................................................................................22
2.3.1 Bán dẫn thuần..........................................................................22
2.3.2 Bán dẫn pha tạp chất...............................................................23
Chương 3: Chất bán dẫn Graphene...........................................................26

3.6.7 Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm........................................47
3.6.8 Phương pháp bóc tách.............................................................47
3.6.9 Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh....................................48
3.6.10 Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash...................48
3.7 Ứng dụng Graphene.............................................................................49
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
2
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
3.7.1 Dây dẫn và điện cực trong suốt...............................................49
3.7.2 FET graphene..........................................................................51
3.7.3 Chíp máy tính..........................................................................52
3.7.4 Màn hình ti vi cảm ứng...........................................................53
3.7.5 Chất phụ gia trong dung dịch khoan.......................................54
3.7.6 Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử
truyền qua (TEM).............................................................................55
KẾT LUẬN.....................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................59
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
3
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nền khoa học công nghệ trên thế giới đang phát triển một cách nhanh
chóng nhất là các nước phát triển như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Nga. Sự phát triển
của khoa học công nghệ đã đem lại những diện mạo mới cho cuộc sống con
người và công nghệ điện tử viễn thông. Hiện nay trên thế giới đang hình thành
một khoa học và công nghệ mới, có nhiều triển vọng và dự đoán sẽ có tác
động mạnh mẽ đến tất cả các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật cũng như
đời sống kinh tế- xã hội của thế kỷ 21. Đó là khoa học và công nghệ nano.
Hiện nay, công nghệ điện tử truyền thống đang tiến đến những giới hạn cuối

cải thiện, graphene sẽ cách
mạng hóa ngành công nghệ
năng lượng. Hiện nay, năng
lượng mặt trời và gió, đang
gặp khó khăn vì các phương pháp tồn trữ chưa thích nghi. Nhiều nhà khảo cứu
nghĩ rằng các siêu tụ điện graphene có thể là giải pháp.
Từ năm 2004, các nhà nghiên cứu ở Anh đã tìm ra một cách đơn giản
để bóc những lớp phân tử dày đơn nguyên tử của các nguyên tử cacbon khỏi
các khoanh graphite bằng băng keo. Từ đó tới nay họ đã cố gắng nghiên cứu
dạng màng mỏng này. Năm 2009, họ đã có bước tiến mới, với hàng loạt các
khám phá, những cách thức và những hiểu biết nền tảng mới để có thể tạo ra
được những mảng graphene rộng và biến chúng thành những thiết bị mới.
Ở Việt Nam hiện nay khi nhắc đến công nghệ nano, vật liệu nano thì
không còn mới lạ nữa mà vấn đề này đang được nghiên cứu rất nhiều. Liên
tiếp thời gian qua, ngành Khoa học công nghệ Việt Nam đón nhận những tin
vui. Tại Hà Nội, một nhóm nghiên cứu trẻ thuộc Viện khoa học công nghệ vật
liệu đã thành công khi cho ra đời sản phẩm vật liệu ống nano cacbon đa
tường. Còn tại Thành Phố Hồ Chí Minh, một nhóm nghiên cứu thuộc Khu
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
5
Hình 2: Cấu trúc 2D của graphene
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
Công nghệ cao cũng chế tạo thành công vật liệu ống nano cacbon. Lĩnh vực
ống nano cacbon ở nước ta đã có thành công nhưng riêng chất bán dẫn
Graphene còn là lĩnh vực rất mới ở nước ta hiện đang được một số nhà khoa
học nghiên cứu. Chất bán dẫn Graphene là một lĩnh vực rất mới đối với khoa
học nước ta. Đó chính là lí do tôi quyết định chọn đề tài này: “Chất bán dẫn
Graphene”.
2. Mục đích nghiên cứu
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì lần lượt nhiều loại

thay đổi và những ứng dụng của nó trong điện tử. So sánh được sự khác
biệt giữa hai loại lớp đơn và lớp kép Graphene.
-
Nghiên cứu ưu điểm và nhược điểm của chất bán dẫn này.
4. Đối tượng nghiên cứu
Để đạt được mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ nêu ra tôi xác định đối
tượng nghiên cứu như sau:
- Cơ sở lý luận của chất bán dẫn Graphene.
-
Cấu trúc, tính chất, ưu nhược điểm của chất bán dẫn này.
- Sự khác biệt giữa lớp đơn Graphene và lớp kép Graphene.
- Phương pháp chế tạo ra Graphene và một số ứng dụng của nó trong
ngành điện tử.
- Đặc biệt nghiên cứu Graphene kép với độ rộng vùng cấm có thể thay
đổi được.
5. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu sơ lược về chất bán dẫn và đi sâu vào cấu tạo, tính
chất, phương pháp chế tạo Graphene và một số ứng dụng của chất bán dẫn này
vào cuộc sống.
6. Phương pháp nghiên cứu
-
Thu thập tài liệu trên mạng, một số sách.
-
Tổng hợp, xử lý, khái quát, phân tích tài liệu thu được.
-
Nghiên cứu lý thuyết, cơ sở lý luận.
-
Dịch và nghiên cứu tài liệu tiếng Anh.
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
7

1.1.2 Ô sơ cấp (ô cơ sở)
Từ bộ ba vector tịnh tiến cơ sở, ta có thể dựng
nên một hình hộp bình hành được gọi là ô sơ cấp. Có
thể xem ô sơ cấp là viên gạch đồng nhất để tạo nên
mạng tinh thể.
1 2 3 1
.
a a a a
α β γ α
≠ ≠ ≠
≠ ≠ ≠
r r r r
Để mô tả cấu trúc tinh thể ta coi nó gồm các ô sơ cấp lặp lại tuần hoàn
trong không gian. Ứng với vector tịnh tiến nguyên tố hay vector tịnh tiến đơn
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
8

1
a
r

2
a
r

3
a
r

Hình 3: Ô sơ cấp

nhưng Bravais đã đề xuất một số tiêu chuẩn để chọn ô mạng cơ sở sao cho
chúng chứa đầy đủ nhất tính chất đối xứng của mạng và đồng thời có thể xem
như một đơn vị tuần hoàn của mạng. Các tiêu chí đó bao gồm:
- Ô mạng phải cùng hệ với hệ của tinh thể vĩ mô.
- Số cạnh bằng nhau và số góc bằng nhau của ô mạng phải nhiều nhất.
- Nếu có góc vuông giữa các cạnh thì góc vuông đó phải nhiều nhất.
- Thể tích của ô mạng phải là nhỏ nhất.
Để xác định được một ô mạng, chúng ta cần xác
định độ lớn của ba vector
1 2 3
, ,a a a
r r r
và vị trí tương
đối của chúng trong không gian (góc α, β, γ). Như
vậy, ta có tất cả sáu thông số để xác định được
mạng không gian. Bằng cách lập các tổ hợp khả dĩ
của 6 thông số trên, và thêm vào những trường hợp
có các nút ở vị trí tâm của các mặt bên và tâm của
ô mạng, Bravais đã chứng minh được rằng chỉ đó
14 tổ hợp độc lập (bảng 1). Mỗi tổ hợp ứng với
một ô mạng và được gọi là ô mạng Bravais. Mạng Bravais là một tập hợp các
điểm tạo thành từ một điểm duy nhất theo các bước rời rạc xác định bởi các
véc tơ cơ sở. Tất các các vật liệu có cấu trúc tinh thể đều thuộc vào một trong
các mạng Bravais này (không tính đến các giả tinh thể). Cấu trúc tinh thể là
một trong các mạng tinh thể với một ô đơn vị và các nguyên tử có mặt tại các
nút mạng của các ô đơn vị nói trên.
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
10
Hình 6: Ba vecto cơ sở
1

quanh vị trí cân bằng với tần số và biên độ phụ thuộc vào nhiệt độ của tinh
thể. Những dao động này làm cho tính tuần hoàn của mạng tinh thể bị vi
phạm. Hoặc xuất hiện các điểm bất thường có mặt trong cấu trúc tinh thể lý
tưởng. Các sai hỏng này có vai trò quyết định đến tính chất cơ và điện của các
tinh thể thực. Đặc biệt là bất định xứ trong tinh thể cho phép tinh thể biến
dạng dễ dàng hơn nhiều so với tinh thể hoàn hảo.
Có 4 loại sai hỏng mạng:
- Sai hỏng điểm
- Sai hỏng đường
- Sai hỏng mặt
- Sai hỏng khối
Những sai hỏng này dẫn đến bị xô mạng hoặc bị lệch mạng. Kết quả
làm tính chất, đặc tính của vật rắn thay đổi theo.
1.2 Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn
Trong tinh thể electron chuyển động không hoàn toàn tự do vì các ion
dương sắp xếp một cách tuần hoàn, đều đặn. Như vậy, electron khi bắt khỏi
nguyên tử sẽ chuyển động trong trường thế tuần hoàn của các ion dương. Để
xác định trạng và phổ năng lượng của electron trong trường thế tuần hoàn của
mạng tinh thể ta phải giải phương trình Schrodinger:
^
2
2
( ) ( )
( ) ( ) ( ),
2
k k
k k
H r E r
V r r E r
m

lượng được phép là các vùng năng lượng cấm. Bức tranh vùng năng lượng
này có tính tuần hoàn.
Đối với các elelctron hóa trị liên kết yếu với các nguyên tử ở nút mạng,
thế năng tuần hoàn của mạng tác động lên electron ta xem như là một nhiễu
loạn. Với phép gần đúng điện tử liên kết yếu, sự tạo thành các vùng năng
lượng liên quan đến sự phản xạ Bragg của sóng điện tử tại biên các vùng
Brillouin. Vùng năng lượng đó liên tục khi nó nằm trong một vùng và gián
đoạn tại biên vùng.
Đối với electron nằm sâu trong các lớp bên trong của vỏ nguyên tử, liên
kết của electron với nguyên tử mạnh, nó không thể nào bức ra khỏi nguyên tử.
Với phép gần đúng điện tử liên kết mạnh, các vùng năng lượng được tạo thành
do sự tách các mức năng lượng nguyên tử gây bởi tương tác giữa các nguyên
tử.
Đối với tinh thể có kích thước hữu hạn chứa N nguyên tử thì mỗi vùng
có N mức con, khoảng cách giữa các mức con tỉ lệ nghịch với số nguyên tử
trong tinh thể. Khi năng lượng tăng thì bề rộng của vùng cho phép tăng nhưng
bề rộng của vùng cấm giảm.
Các electron làm đầy các mức năng lượng trong các vùng cho phép tuân
theo nguyên lý Pauli và nguyên lý năng lượng cực tiểu. Số electron trong tinh
thể hữu hạn nên electron làm đầy các vùng từ thấp lên cao. Vùng năng lượng
được phép phía trên cùng được làm đầy hoàn toàn gọi là vùng hóa trị. Vùng
năng lượng được phép phía trên cùng trống hoàn toàn hoặc được lấp đầy một
phần thì gọi là vùng dẫn. Ngăn cách giữa vùng dẫn và vùng hóa trị là vùng
cấm. Có N vùng năng lượng được phép, ngăn cách giữa các vùng năng lượng
cấm. Nhưng chung quy lại ta rút gọn về 3 vùng:
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
13
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
•
Vùng hóa trị: là vùng có năng lượng thấp nhất theo thang năng lượng,

Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
•
Điện môi (chất cách điện): Vùng cấm có độ rộng lớn (5eV ÷ 10 eV)
(hình a). Do đó các điện tử ở miền hóa trị không thể nhảy mức lên
vùng dẫn. Chất cách điện hoàn toàn không dẫn điện dưới tác dụng
của điện trường ngoài.
•
Chất bán dẫn: Vùng dẫn trống hoàn toàn, electron muốn tham gia
vào quá trình dẫn điện thì phải chuyển từ vùng dẫn lên vùng hóa trị
thông qua vùng cấm. Chất bán dẫn có vùng cấm có một độ rộng xác
định khoảng
0 2 3Eg eV eV≤ ≤ ÷
.
1.3 Cấu trúc graphite (than chì)
Than chì hay graphit (được đặt tên bởi Abraham
Gottlob Werner năm 1789) là một dạng thù hình của
cacbon. Than chì có kiến trúc lớp, trong đó mỗi nguyên
tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp
2
liên kết cộng hóa trị với
3 nguyên tử cacbon bao quanh cùng năm trong một lớp
tạo thành vòng 6 cạnh; những vòng này liên kết với nhau
thành một lớp vô tận. Các lớp này liên kết với nhau bằng liên kết Van de Van
do đó các lớp than chì rất dễ trượt đối với nhau. Đó chính là nguyên nhân của
đặc điểm dễ tách lớp, có tính bôi trơn khô mà ta thấy ở lõi bút chì, chổi than.
Tùy theo cách sắp xếp của các lớp đối với nhau, than chì có hai dạng
tinh thể: Lục phương và mặt thoi.
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
15
Hình 10: Ô mạng

tạo, các điều kiện khi chế tạo. Hiệu ứng thay đổi tính chất rõ rệt nhất về tính
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
16
Hình 11: Cấu trúc Graphite (lục
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
chất của màng mỏng là hiệu ứng bề mặt. Khi vật liệu có kích thước nanomet,
các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên
tử. Chính vì vậy các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề
mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thước
nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối. Cấu trúc màng mỏng gồm hai
loại:
•
Màng đơn lớp là màng mỏng chỉ gồm một lớp vật liệu được chế tạo trên
một lớp đế. Tính chất của màng được tạo ra từ lớp vật liệu đó (và có thể
ảnh hưởng bởi tác động từ lớp đế).
•
Màng đa lớp là màng mỏng gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau, xếp
chồng lên nhau, được tạo ra nhằm thay đổi các tính chất của màng
mỏng.
Thông thường, các màng mỏng để có thể sử dụng đều được chế tạo trên
các lớp đế, là các khối vật liệu đơn tinh thể (ví dụ Si, MgO, Ge, Ga As , thạch
anh...). Các kỹ thuật chế tạo màng mỏng bắt đầu được phát triển từ cuối thế kỷ
19, cho đến thời điểm hiện tại, có rất nhiều phương pháp được dùng tùy theo
mục đích và điều kiện kinh tế, kỹ thuật.
1.5 Hiệu ứng Hall lượng tử
1.5.1 Hiệu ứng Hall
Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thực
hiện khi áp dụng một từ trường vuông góc lên một bản
làm bằng kim loại hay chất bán dẫn hay chất dẫn điện nói
chung (gọi chung là thanh Hall) đang có dòng điện chạy

I: là cường độ dòng điện,
B: là cường độ từ trường,
d: là độ dày của thanh Hall,
e: là điện tích của hạt mang điện chuyển động trong thanh Hall,
n: mật độ các hạt này trong thanh Hall.
Công thức này cho thấy một tính chất quan trọng trong hiệu ứng Hall là
nó cho phép phân biệt điện tích âm hay dương chạy trong thanh Hall, dựa vào
hiệu thế âm hay dương. Hiệu ứng này lần đầu tiên chứng minh rằng, trong
kim loại, electron chứ không phải là proton được chuyển động tự do để mang
dòng điện. Hiệu ứng cũng cho thấy trong một số chất (đặc biệt là bán dẫn),
dòng điện được mang đi bởi các lỗ trống điện tử (có điện tích tổng cộng là
dương) chứ không phải là electron đơn thuần. Với các vật liệu sắt từ, điện trở
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
18
Hình 13: Phương và chiều lực tác dụng
trong hiệu ứng Hall
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
Hall bị tăng lên một cách dị thường, được biết đến là hiệu ứng Hall dị thường,
tỷ lệ với độ từ hóa của vật liệu.
Hiệu ứng Hall không chỉ được ứng dụng trong nhiều ngành công nghệ
từ cuối thế kỷ 20, mà còn là tiền đề cho các khám phá tương tự cùng thời kỳ
này như hiệu ứng Hall lượng tử, một hiệu ứng đã mang lại giải thưởng Nobel
vật lý cho người khám phá ra nó.
1.5.2 Hiệu ứng Hall lượng tử
Một thế kỷ sau, hiệu ứng Hall lại được chú ý như nguồn sinh lực cho
các nghiên cứu vật lý mới. Năm 1980, tại phòng thí nghiệm từ trường mạnh
Grenoble tại Pháp, Klaus Von Klitzing nghiên cứu điện dẫn Hall cho khí điện
tử hai chiều ở nhiệt độ rất thấp. Ông ta tìm thấy rằng, xét về bản chất, thì điện
dẫn Hall là hàm của cường độ từ trường
vuông góc với mặt phẳng của khí điện tử

137,03600300(270)
e
hc
=
. Phương pháp khác dựa trên việc đo moment từ dị
thường của điện tử thực sự cho hằng số cấu trúc tinh thể một kết quả chính
xác hơn.
Vậy hiệu ứng Hall lượng tử là hiện tượng xảy ra trong đó một dòng
điện chạy qua một chất liệu hai chiều nằm trong một từ trường vuông góc và
điện áp bên trong chất được đo theo hướng vuông góc với cả dòng điện và
trường. Trong những khoảng đều đặn nhất định của trường, tỉ số của điện áp
ngang này với dòng điện, gọi là điện trở Hall, được xác định chỉ bởi một sự
kết hợp đã biết của các hằng số cơ bản của tự nhiên – hằng số Planck h và
điện tích electron e. Cho đến nay, hiệu ứng Hall lượng tử chỉ được chứng
minh chính xác với độ chính xác vừa phải ở một số lượng nhỏ chất bán dẫn
thông thường, thí dụ như Si và các chất lai nhóm III-V. Do cấu trúc điện tử
độc nhất vô nhị của nó, graphene từ lâu đã được dự báo là sẽ mang lại một
chuẩn còn tốt hơn, nhưng kích cỡ nhỏ của các mảnh graphene và chất lượng
không đủ của những màng graphene buổi đầu đã không cho phép các phép đo
chính xác được thực hiện.
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
20
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
Chương 2: Sơ lược về chất bán dẫn
2.1 Khái niệm
Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện.
Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn
điện ở nhiệt độ phòng. Chất bán dẫn có điện trở xuất trung gian giữa kim loại
và điện môi.
Điện trở suất của: Kim loại (chất dẫn điện) : ρ = 10

điện tử nhận được năng lượng lớn hơn năng lượng vùng cấm và nó sẽ nhảy
lên vùng dẫn và chất rắn trở thành dẫn điện. Khi nhiệt độ càng tăng lên, mật
độ điện tử trên vùng dẫn sẽ càng tăng lên, do đó, tính dẫn điện của chất bán
dẫn tăng dần theo nhiệt độ (hay điện trở suất giảm dần theo nhiệt độ). Một
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
21
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
cách gần đúng, có thể viết sự phụ thuộc của điện trở suất của chất bán dẫn vào
nhiệt độ như sau:
0
B
T
e
ρ ρ
=
,
với: B,
0
ρ
là hằng số. Ngoài ra, tính dẫn của chất bán dẫn có thể thay đổi nhờ
các kích thích năng lượng khác, ví dụ như ánh sáng. Khi chiếu sáng, các điện
tử sẽ hấp thu năng lượng từ photon, và có thể nhảy lên vùng dẫn nếu năng
lượng đủ lớn. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi về tính chất của
chất bán dẫn dưới tác dụng của ánh sáng (quang- bán dẫn).
Các chất bán dẫn sở dĩ
rất hữu ích bởi chúng có thể
đóng mở dòng điện. Điều này
được thực hiện bằng cách đặt
vào một hiệu điện thế nhỏ,
cung cấp năng lượng cho các

kết và trở thành electron tự do, điều này ứng với sự chuyển dịch electron từ
vùng hóa trị lên vùng dẫn. Ở vùng dẫn có các electron tự do sẽ tham gia vào
quá trình dẫn điện khi có điện trường ngoài, còn vùng hóa trị có các lỗ trống.
Gọi E
c
là mức năng lượng ở đáy vùng dẫn, E
v
là mức năng lượng ở đỉnh
của vùng hóa trị. Bề rộng vùng cấm được tính theo công thức:
E
g
= E
c
– E
v
.
Vị trí mức Fermi W
f
được tính theo công thức:
f
3
W ln
2 4
g
h
B
e
E
m
k T

23
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
pha tạp nhờ vào lý thuyết vùng năng lượng như sau: Khi pha tạp, sẽ xuất hiện
các mức pha tạp nằm trong vùng cấm, chính các mức này khiến cho điện tử dễ
dàng chuyển lên vùng dẫn hoặc lỗ trống dễ dàng di chuyển xuống vùng hóa trị
để tạo nên tính dẫn của vật liệu. Vì thế, chỉ cần pha tạp với hàm lượng rất nhỏ
cũng làm thay đổi lớn tính chất dẫn điện của chất bán dẫn.
Có hai loại bán dẫn tạp chất: bán dẫn loại n và bán dẫn loại p:
GVHD: Trương Minh Đức SVTH: Lê Thị Bích Liên
24
Đề tài: Chất bán dẫn Graphene
o
Chất bán dẫn loại p có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn
điện chủ yếu bằng các lỗ trống. Các lỗ trống này làm xuất hiện mức
năng lượng acceptor ở rất gần đỉnh vùng hóa trị cách vùng hóa trị
một khoảng E
a
. Lỗ trống có thể dịch chuyển tự do trong mạng tinh
thể và tham gia vào quá trình dẫn điện khi có hiệu điện thế ngoài.
Khi nhiệt độ tăng electron chuyển từ vùng hóa trị lên mức acceptor
làm xuất hiện lỗ trống ở vùng hóa trị.
o
Chất bán dẫn loại n có tạp chất là các nguyên tố thuôc nhóm V, các
nguyên tử này dùng 4
electron tạo liên kết và
một electron lớp ngoài
liên kết lỏng lẻo với
nhân, đấy chính là các
electron dẫn chính. Các
electron này gây ra ở