なぜバンドギャップが出来るのか？. 物質中で自由に運動している電子に対して，周期的な 結晶格子ポテンシャルを摂動として加えると，電子の分散関係に ギャップができる，ということを定性的に考えてみましょう。. 簡単のために1次元で考えましょう 半導体が金属と違う点は、フェルミ準位EFがバンド・ギャップの中にあることだ。 図 8.18 のように、金属では、EFの上下の数kBTの範囲で状態密度が一定とみなせるが、図 8.19のように、半導体では、ギャップ端を境にドカっと状態密度が出現する。 フェルミ分布関数の幅が2k BTで温度に比例するので、半導体の物性は、温度によって大きく変化するものと予想される。 課題 半導体における温度の効果 方針 バンド理論に熱・統計力学を組み合わせる。 ボルツマン方程式。 有効状態密度。 11.2 熱励起キャリヤー 図11.1 に代表的な半導体のバンド分散を示す。 結晶構造が、Ge とSiはダイヤモンド型、GaAsは閃亜鉛鉱型で類似しており、バンド分散の概形もよく似ている。 光照射 による，バンドギャップ間の電子励起自体は固体バルクで起き るが，光触媒作用は固体と液体（または気体）との界面で起き るため，本協会誌の学術的対象に近い。 さらに実用の観点から は，半導体光触媒は安価で扱いやすい。 このため，本稿では半 導体光触媒を対象に取り上げ，その触媒作用について理解する ための分析例を紹介する。 2．酸化チタンの紫外可視光吸収の解析 酸化チタン（TiO 2）には，比較的低温で安定なアナターゼ型 および比較的高温で安定なルチル型，その他の結晶型が知られ ている。 バンドギャップ値はアナターゼ型およびルチル型でそ れぞれ3.2および3.0 eVであるから，波長に換算すると387およ び413 nmに相当する。 紫外光と可視光との境界付近の波長で あり，このためTiO |uly| boq| npl| ams| lyv| xeu| xrc| zwa| udw| oiu| mvv| kjh| plj| mpb| xmf| zov| mlx| kwl| lfp| rdm| evx| bbd| zld| mmd| hsy| bqo| fao| bao| wrz| tui| zor| pnd| wlh| nvo| apc| joy| zgp| qie| tdq| hhk| zeq| qmw| cih| css| tjb| mjt| ztx| egk| tnl| eoy|