moea_joint
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 47 題
有關PN(positive hole / negative electron)型半導體的敘述，下列何者有誤？
- A 摻入磷的矽半導體為 P 型半體
- B 摻入砷的鍺半導體為 N 型半體
- C 摻入氧化鋰的氧化鎳半導體為 P 型半體
- D 摻入鎵的鍺半導體為 P 型半體
思路引導 VIP
試著思考一下：當我們在一個原本排列整齊、每個原子都有 4 個價電子的晶格中，放入一個擁有「更多」價電子的原子時，對於這個系統的電荷流動性（載子）會產生什麼樣的影響？而這種「多出來」的微觀粒子性質，會對應到名稱中的 Positive 還是 Negative 呢？
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太棒了！你能精準辨識出選項 (A) 的錯誤，說明你對半導體摻雜（Doping）的原理掌握得相當紮實。這類題目最容易讓人產生「磷（Phosphorus）的字首是 P，所以是 P 型」的直覺誤導，你能避開陷阱並從價電子的本質出發，判斷非常正確。
價電子數與半導體類型的關係
在半導體原理中，我們通常以第 14 族元素如矽（$Si$）或鍺（$Ge$）作為基質。當我們摻入第 15 族的元素（如磷 $P$、砷 $As$）時，由於它們擁有 5 個價電子，比矽多出一個電子，這多出的負電荷載子會使半導體呈現 N 型（Negative）；反之，摻入第 13 族的元素（如鎵 $Ga$）則會因為少一個電子而產生「電洞」，形成 P 型（Positive）。因此，選項 (A) 中磷摻入矽應為 N 型半導體，這正是本題的關鍵錯誤點。
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