半導体における電気伝導率は、電子機器の有用性を判断する重要な特性です。目的の電気特性を持つ材料の設計における導電性の正確な計算。導電性を評価するためにいくつかの方法は、さまざまな材料や条件に適した、それぞれに使用されます。

電気伝導率の計算方法

最も一般的なアプローチは、スキャタリングの影響を受ける無料の粒子として、充電キャリアを考慮するDrudeモデルを含みます。 この方法は、キャリアの集中とモビリティに基づいて、導電性の基本理解を提供します。 より高度な技術は、さまざまなスキャタリング機構とエネルギー分布のアカウントであるBoltzmann輸送式を含みます。

密度機能理論(DFT)などの第一次計算は、原子構造から電子的特性を予測するためにも用いられています。これらの方法は、計算的に集中的ですが、量子レベルでの材料の動作に詳細な洞察を提供します。

半導体導電性事例

シリコンでは、導電率はドーピングレベルにより大きく変化します。N型ドーピングは、導電率を増加させ、導電率を高め、p型ドーピングは穴を生成し、電気の流れを向上させます。ボルツマン輸送式を用いた計算は、これらの変化をうまく予測しています。

ガリウムアルセニド(GaAs)は、シリコンと比較して、より高い電子モビリティを展示しています。 第一次主義の方法は、バンド構造を分析するために使用され、異なる温度条件下でより正確な導電率予測をもたらします。

計算技術の概要

  • ドリュードモデル
  • ボルツマン輸送設備
  • 密度機能理論(DFT)