用能带理论解释下图热电材料伏安特性曲线

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/06 15:18:17
图片如下图,解释下几个关键的拐点,万分感谢!!!该图为n型ZnO陶瓷 ——P型BiTe热电材料PN结的I-V曲线

我是这么理解的:
N型ZnO——P型BiTe,这里面涉及四种元素:Zn,O,Bi,Te,下面分别对这四种元素的电子能态分析:
锌的f层电子已与锌原子"脱离",以离子键形式被束缚在氧的禁带上;d层的18个电子,在本半导体的所有的自由能中应该是最低的,即最易(施加电压最小)进入导带,从而使流过该半导体的电流升高。即图中电压在4000~5000(kV)左右时。不过,锌是第一过渡金属元素,其d轨道间的相互作用较小,形成的能带宽度较窄。而且最重要的是锌的能够进入导带的电子几乎全部进入导带,继而电离后,这些电子在禁带较宽的正极受到极大限制,大量富集起来。电流就驻停在400mA多一点的地方。
随着外加电压的增大,正极的禁带逐渐填满,则电压逐渐接近Bi的p层电子的临界电压,直到Bi的p层电子也进入导带,使得流过半导体的电流再次随着外加电压的增大而显著升高(U=8000(kV)左右处)。(半导体被击穿而成为导体)
当反向加电压时,锌的易进入导带的电子很快从半导体的另一端流走,留下大量空位。而Te是和Bi相近的元素,跃迁能相对较高,所以会出来在较大电压范围内电流为零的情况。直到Te的p层电子进入导带,(即半导体被反向击穿而成为导体),电流才“反向”急骤增加。
//ps.氧是典型的非金属元素,其禁带非常宽。