質問: 半金属について 半金属はvbとcbが重なっておりvbの最上位置がcvの最下位置より上にあるそうですが ということは電流が流れるには電子はvbの最上位置からcvの最下位置にエネルギーを下げて、ホールが逆に電子よりも高いエネルギー位置にくるということなのでしょうか? 半導体だと熱などのエネルギーを吸収することで電子が禁制帯を励起し電流として流れますが、半金属では電流が流れることによって逆にエネルギーを放出するということなのでしょうか?
回答: > 半金属では電流が流れることによって逆にエネルギーを放出するということなのでしょうか? これは違います。 > 半金属はvbとcbが重なっておりvbの最上位置がcvの最下位置より上にあるそうですが すると基底状態(一番エネルギーの低い状態)では、vbを満たしていた電子の一部がcbに流れ込み、空だったcbが底から電子で満たされてきます。するとvbの(擬)フェルミ準位が下がり、cbの(擬)フェルミ準位が上昇して、両者が等しくなったところで流れ込みが止まります。 これが一番エネルギーの低い、実際に観測される状態です。 この状態では、cbが電子である程度満たされ、vbにある程度正孔があるので、熱励起無しで電気伝導が可能です。