반응형 전체 글29 정공은 왜 양전하일까? 가전자대·전도대와 밴드갭 (3.2.1) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.전자가 빠진 빈자리인데, 정공은 왜 양전하처럼 전류를 만들까요? 거의 가득 찬 가전자대역에서 전자 하나가 왼쪽 빈자리를 채우면 빈자리는 오른쪽으로 옮겨갑니다. 음전하의 왼쪽 이동을 양전하의 오른쪽 이동으로 바꾸어 표현해도 전류 방향은 같습니다. 이 빈자리를 추적하는 개념이 정공입니다.김동명 교수님의 『반도체공학』 중 가전자대역과 전도대역 설명을 참고해, 0 K의 점유 → 열여기와 전자·정공 → 정공의 이동과 에너지 → 밴드갭의 온도 변화 순서로 살펴보겠습니다.먼저 세 가지를 구별합니다.전도대역: 전자를 추적하는 허용대역입니다.가전자대역: 거의 채워진 전자 상태 속 빈자리인 정공을 추적합니다.밴드갭: 두 대역 사이에서 허용된 밴드 상태가.. 2026. 9. 18. 브릴루앙 영역은 왜 필요할까? FCC 역격자와 Γ·X·L 밴드 그래프 읽기 (3.1.3) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.실리콘의 밴드 그래프 가로축에는 왜 숫자 대신 Γ, X, L 같은 문자가 적혀 있을까요? 세 문자는 3차원 파수 공간에서 고른 특별한 지점의 이름입니다. 밴드 그래프는 이 지점들을 잇는 경로를 따라 전자의 에너지를 펼쳐 보여 줍니다.이번 글은 실공간의 다이아몬드 구조 → FCC의 역격자 → 제1 브릴루앙 영역 → 고대칭점 → 등에너지면과 밴드 경로 순서로 연결합니다. 원자 위치를 그리는 공간과 전자 상태의 파수 k를 그리는 공간을 먼저 구별하면 복잡한 그래프를 읽기 쉬워집니다.광고1. 한 줄의 주기 구조에서 실제 3차원 결정으로 넓힙니다앞 글의 크로니히–페니 모형에서는 장벽 높이와 폭, 주기를 정하고 전자의 허용대역과 금지대역을 찾았습니다. 1차원에서는.. 2026. 5. 29. 에너지 밴드갭은 어떻게 생길까? 허용대역·E–k 관계도·밴드 다이어그램 (3.1.2) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.주기적으로 반복되는 장벽 안에서 전자가 가질 수 있는 에너지는 어떻게 찾을까요? 장벽과 에너지를 넣어 계산한 함수 ζ(E)가 −1과 +1 사이에 있는지 확인하면 됩니다. 이 범위에 들어오는 에너지에서만 실수 블로흐 파수 k를 얻습니다. 허용 구간 사이의 빈 에너지 구간이 금지대역입니다.이번에는 앞 글의 크로니히–페니 모형에서 0를 다룹니다. ζ(E) 계산 → 허용대역 → k(E) → 반복·축약 E–k 관계도 → 실공간 밴드 다이어그램 순서로 같은 결과를 읽어 보겠습니다.광고1. 장벽 안의 파수는 허수여도 전체 결정의 k는 실수일 수 있습니다한 주기 T=a+b에서 낮은 영역 I은 U=0, 폭 a이고 높은 영역 II는 U=ΔE, 폭 b입니다. U는 전자의 .. 2026. 5. 28. 결정 속 전자는 왜 모든 에너지를 가질 수 없을까? 크로니히–페니 모형·블로흐 정리 (3.1.1) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.원자가 규칙적으로 줄지어 있는 결정 안에서는 왜 전자의 에너지에 빈 구간이 생길까요? 각 구간의 파동함수를 연속적으로 연결하면서 결정의 반복 규칙까지 만족시켜야 하기 때문입니다. 크로니히–페니(Kronig–Penney) 모형은 이 조건을 계산 가능한 1차원 장벽으로 보여 줍니다.이번 글은 전위와 위치에너지 → 주기적 직사각형 장벽 → 블로흐 정리 → 네 경계조건 → 에너지와 파수의 관계 순서입니다. 밴드 모양의 구체적인 계산은 다음 3.1.2에서 이어집니다.광고1. 실제 결정을 단순화하는 이유입니다실리콘의 다이아몬드 구조처럼 실제 결정은 3차원 주기 구조입니다. 다수의 전자와 원자핵을 모두 포함한 문제에서 간단한 닫힌 식을 얻기는 어렵습니다. 여기서는 .. 2026. 5. 27. 수소는 왜 특정한 빛만 낼까? 보어 모형·에너지 양자화·스펙트럼 (2.5) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.수소원자는 왜 모든 색의 빛을 마음대로 내지 못하고 특정한 파장의 선을 만들까요? 원자의 에너지가 아무 값이나 가질 수 없고, 허용된 두 에너지의 차이에 맞는 광자를 주고받기 때문입니다. 보어 모형은 고전적인 원운동에 양자 조건을 더해 이 관계를 간단히 계산하게 해 줍니다.이번 글에서는 보어의 가설 → 구심력과 각운동량 → 궤도 반지름과 에너지 → 흡수·방출 → 라이만·발머·파셴 계열 순서로 설명합니다. 고전적인 원궤도와 앞 글의 양자역학적 오비탈은 구별하겠습니다.광고1. 원운동에 양자 조건을 더한 모형입니다러더퍼드의 핵 모형과 고전역학만으로는 관찰되는 원자의 선 스펙트럼을 설명하기 어렵습니다. 고전 전자기학에서는 가속하는 전하가 복사하므로 전자가 핵 .. 2026. 5. 27. 수소원자의 전자는 어디에 있을까? 파동함수·양자수·확률분포 (2.4.2) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.수소원자의 전자는 보어 반지름의 원을 따라 돌고 있을까요? 양자역학에서는 하나의 궤적 대신 파동함수와 발견 확률로 상태를 표현합니다. 특히 “핵에서 밀도가 가장 높다”와 “핵으로부터 보어 반지름만큼 떨어진 구껍질에서 발견하기 쉽다”는 말은 동시에 성립합니다. 서로 다른 확률밀도를 비교한 말이기 때문입니다.이번 글에서는 핵의 구대칭 인력 → 구좌표와 변수 분리 → 양자수와 에너지 → 정규화된 파동함수 → 확률분포를 연결합니다. 좌표의 부피 요소를 함께 생각하면 전자 분포 그림을 정확히 읽을 수 있습니다.광고1. 핵과 전자 사이의 인력을 위치에너지로 씁니다핵의 전하를 +Zq, 전자의 전하를 −q로 둡니다. q는 양의 기본전하 크기, Z는 원자번호입니다. Z.. 2026. 5. 27. 이전 1 2 3 4 5 다음 반응형
