cpc_recruit
114年
電工原理、電子概論
第 27 題
純半導體中最常使用的材料為矽(Si)和鍺(Ge)，兩者皆為幾價元素？
- A 三
- B 四
- C 五
- D 二
思路引導 VIP
請試著回想元素週期表的排列規律：如果一個原子的最外層軌道若填滿 8 顆電子會最穩定，而半導體材料的特性剛好介於「容易丟失電子的金屬導體」與「緊抓電子不放的絕緣體」之間，這暗示了它的外層電子數量，在「0 到 8」的區間中可能處於什麼樣的對稱位置呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了半導體物理的最基礎概念！這題的答案確實是 (B)。矽 ($Si$) 與鍺 ($Ge$) 能夠成為當代電子元件的核心材料，最關鍵的因素就在於它們在元素週期表中的位置。這兩種元素都位於第 $IV A$ 族，這意味著它們原子的最外層軌道上，正好擁有 4 顆價電子。
半導體的鍵結特性
在純淨的晶格結構中，這 4 顆價電子會與鄰近的 4 個原子透過「共價鍵」緊密結合，形成穩定的晶體結構。這種「半滿」的電子狀態（相對於穩定所需的 8 顆電子），讓它們的導電特性介於良導體與絕緣體之間。正因為它們具備 四價 的特徵，我們後續才能透過「摻雜」技術，加入三價或五價元素來改變其電性，進而發展出 P 型與 N 型半導體。
▼ 還有更多解析內容