{"id":15588,"date":"2020-01-13T00:44:26","date_gmt":"2020-01-13T00:44:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-que-la-semi-conductivite-theorie-des-bandes-definition\/"},"modified":"2020-07-13T10:59:43","modified_gmt":"2020-07-13T10:59:43","slug":"quest-ce-que-la-semi-conductivite-theorie-des-bandes-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-la-semi-conductivite-theorie-des-bandes-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce que la semi-conductivit\u00e9 &#8211; Th\u00e9orie des bandes &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">La semi-conductivit\u00e9 est d\u00e9termin\u00e9e par l&rsquo;\u00e9cart d&rsquo;\u00e9nergie entre les bandes de valence et de conduction.\u00a0Pour comprendre ce qu&rsquo;est le semi-conducteur, il faut d\u00e9finir ces termes.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p>En g\u00e9n\u00e9ral, les\u00a0<strong>semi<\/strong>\u00a0&#8211;\u00a0<strong>conducteurs<\/strong>\u00a0sont des mat\u00e9riaux, inorganiques ou organiques, qui ont la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler leur conduction en fonction de la structure chimique, de la temp\u00e9rature, de l&rsquo;illumination et de la pr\u00e9sence de dopants.\u00a0Le nom\u00a0<strong>semi-conducteur<\/strong>\u00a0vient du fait que ces mat\u00e9riaux ont une\u00a0<strong>conductivit\u00e9 \u00e9lectrique<\/strong>\u00a0entre celle d&rsquo;un m\u00e9tal, comme le cuivre, l&rsquo;or, etc. et un isolant, comme le verre.\u00a0Ils ont un\u00a0<strong>\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique<\/strong>\u00a0inf\u00e9rieur \u00e0 4eV (environ 1eV).\u00a0En physique du solide, cet \u00e9cart d&rsquo;\u00e9nergie ou bande interdite est une plage d&rsquo;\u00e9nergie entre la bande de valence et la bande de conduction o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les \u00e9lectrons d&rsquo;un semi-conducteur doivent obtenir de l&rsquo;\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir de rayonnements ionisants) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.\u00a0<strong>Les propri\u00e9t\u00e9s des semi<\/strong>\u00a0&#8211;\u00a0<strong>conducteurs<\/strong>\u00a0sont d\u00e9termin\u00e9es par l&rsquo;\u00e9cart d&rsquo;\u00e9nergie entre les bandes de valence et de conduction.\u00a0Pour comprendre ce qu&rsquo;est le semi-conducteur, il faut d\u00e9finir ces termes.<\/p>\n<h2>Propri\u00e9t\u00e9s des semi-conducteurs<\/h2>\n<p>Pour comprendre la diff\u00e9rence entre les\u00a0<strong>m\u00e9taux<\/strong>\u00a0, les\u00a0<strong>semi<\/strong>\u00a0&#8211;\u00a0<strong>conducteurs<\/strong>\u00a0et\u00a0<strong>les isolants \u00e9lectriques<\/strong>\u00a0, nous devons d\u00e9finir les termes suivants \u00e0 partir de la physique du solide:<\/p>\n<ul>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26111 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" alt=\"Bande de Valence - Bande de conduction - \u00c9cart de bande\" width=\"469\" height=\"324\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" \/><\/a>Bande de Valence<\/strong>\u00a0.\u00a0En physique du solide, la\u00a0<strong>bande de valence<\/strong>\u00a0et la\u00a0<strong>bande de\u00a0<\/strong><strong>conduction<\/strong>\u00a0sont les bandes les plus proches du\u00a0<strong>niveau de Fermi<\/strong>\u00a0et d\u00e9terminent ainsi la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique du solide.\u00a0Dans les isolateurs \u00e9lectriques et les semi-conducteurs, la bande de valence est la gamme la plus \u00e9lev\u00e9e d&rsquo;\u00e9nergies \u00e9lectroniques dans laquelle les \u00e9lectrons sont normalement pr\u00e9sents \u00e0 une temp\u00e9rature z\u00e9ro absolue.\u00a0Par exemple, un\u00a0atome de\u00a0<strong>silicium<\/strong>\u00a0a quatorze \u00e9lectrons.\u00a0A l&rsquo;\u00e9tat fondamental, ils sont dispos\u00e9s dans la configuration \u00e9lectronique\u00a0<strong>[Ne] 3s\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a03p\u00a0<sup>2<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Parmi ceux-ci,\u00a0<strong>quatre sont des \u00e9lectrons de valence<\/strong>, occupant l&rsquo;orbitale 3s et deux des orbitales 3p.\u00a0La distinction entre les bandes de valence et de conduction n&rsquo;a pas de sens dans les m\u00e9taux, car la conduction se produit dans une ou plusieurs bandes partiellement remplies qui prennent \u00e0 la fois les propri\u00e9t\u00e9s des bandes de valence et de conduction.<\/li>\n<li><strong>Bande de conduction<\/strong>\u00a0.\u00a0En physique du solide, la bande de valence et la bande de conduction sont les bandes les plus proches du niveau de Fermi et d\u00e9terminent ainsi la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique du solide.\u00a0Dans les isolateurs \u00e9lectriques et les semi-conducteurs, la\u00a0<strong>bande de conduction<\/strong>\u00a0est la plage la plus basse d&rsquo;\u00a0<strong>\u00e9tats \u00e9lectroniques vacants<\/strong>\u00a0.\u00a0Sur un graphique de la structure de la bande \u00e9lectronique d&rsquo;un mat\u00e9riau, la bande de valence est situ\u00e9e en dessous du niveau de Fermi, tandis que la\u00a0<strong>bande de conduction<\/strong>\u00a0est situ\u00e9e au-dessus.\u00a0Dans les semi-conducteurs, les\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/what-is-electron-properties-of-electron\/\">\u00e9lectrons<\/a>\u00a0peuvent atteindre la bande de conduction, lorsqu&rsquo;ils sont\u00a0<strong>excit\u00e9s<\/strong>\u00a0, par exemple, par\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\">des rayonnements ionisants<\/a>\u00a0(c&rsquo;est-\u00e0-dire qu&rsquo;ils doivent obtenir une \u00e9nergie sup\u00e9rieure \u00e0 l&rsquo;\u00a0<strong><sub>intervalle<\/sub><\/strong><strong>\u00a0E<\/strong>).\u00a0Par exemple, le diamant est un semi-conducteur \u00e0 large bande interdite (E\u00a0<sub>gap\u00a0<\/sub>\u00a0= 5,47 eV) avec un potentiel \u00e9lev\u00e9 comme mat\u00e9riau de dispositif \u00e9lectronique dans de nombreux dispositifs.\u00a0De l&rsquo;autre c\u00f4t\u00e9, le germanium a une petite \u00e9nergie de bande interdite (E\u00a0<sub>gap<\/sub>\u00a0= 0,67 eV), ce qui n\u00e9cessite de faire fonctionner le d\u00e9tecteur \u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques.\u00a0La distinction entre les bandes de valence et de conduction n&rsquo;a pas de sens dans les m\u00e9taux, car la conduction se produit dans une ou plusieurs bandes partiellement remplies qui prennent \u00e0 la fois les propri\u00e9t\u00e9s des bandes de valence et de conduction.<\/li>\n<li><strong>\u00c9cart de bande<\/strong>\u00a0.\u00a0En physique du solide, l&rsquo;\u00a0<strong>\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique<\/strong>\u00a0ou la\u00a0<strong>bande interdite<\/strong>\u00a0est une plage d&rsquo;\u00e9nergie entre la bande de valence et la bande de conduction o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les \u00e9lectrons d&rsquo;un semi-conducteur doivent obtenir de l&rsquo;\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir de rayonnements ionisants) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.\u00a0<strong>Les bandes interdites<\/strong>\u00a0sont naturellement diff\u00e9rentes pour diff\u00e9rents mat\u00e9riaux.\u00a0Par exemple, le diamant est un semi-conducteur \u00e0 large bande interdite (E\u00a0<sub>gap\u00a0<\/sub>\u00a0= 5,47 eV) avec un potentiel \u00e9lev\u00e9 comme mat\u00e9riau de dispositif \u00e9lectronique dans de nombreux dispositifs.\u00a0De l&rsquo;autre c\u00f4t\u00e9, le germanium a une petite \u00e9nergie de bande interdite (E\u00a0<sub>gap<\/sub>\u00a0= 0,67 eV), ce qui n\u00e9cessite de faire fonctionner le d\u00e9tecteur \u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques.<\/li>\n<li><strong>Niveau de Fermi<\/strong>\u00a0.\u00a0Le terme \u00abniveau de Fermi\u00bb vient des\u00a0<strong>statistiques<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>Fermi-Dirac<\/strong>\u00a0, qui d\u00e9crivent une distribution des particules sur les \u00e9tats \u00e9nerg\u00e9tiques dans des syst\u00e8mes constitu\u00e9s de fermions (\u00e9lectrons) qui ob\u00e9issent au\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atomic-theory\/pauli-exclusion-principle\/\">principe d&rsquo;exclusion de Pauli<\/a>\u00a0.\u00a0Puisqu&rsquo;ils ne peuvent pas exister dans des \u00e9tats d&rsquo;\u00e9nergie identiques, le niveau de Fermi est le terme utilis\u00e9 pour d\u00e9crire le sommet de la collection des\u00a0<strong>niveaux d&rsquo;\u00e9nergie<\/strong>\u00a0des\u00a0<strong>\u00e9lectrons<\/strong>\u00a0\u00e0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-temperature-physics\/absolute-zero-temperature\/\">une temp\u00e9rature z\u00e9ro absolue<\/a>\u00a0.\u00a0Le\u00a0<strong>niveau de Fermi<\/strong>\u00a0est la surface de la\u00a0<strong>mer<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>Fermi<\/strong>au z\u00e9ro absolu o\u00f9 aucun \u00e9lectron n&rsquo;aura suffisamment d&rsquo;\u00e9nergie pour s&rsquo;\u00e9lever au-dessus de la surface.\u00a0Dans les m\u00e9taux, le niveau de Fermi se situe dans la bande de conduction hypoth\u00e9tique donnant naissance \u00e0 des \u00e9lectrons de conduction libres.\u00a0Dans les semi-conducteurs, la position du niveau de Fermi est dans la bande interdite, approximativement au milieu de la bande interdite.<\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26108 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\" alt=\"extrins\u00e8que - semi-conducteur dop\u00e9 - type p - accepteur\" width=\"569\" height=\"392\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/extrinsic-doped-semiconductor-p-type-acceptor.png\" \/><\/a>Paire d&rsquo;\u00e9lectrons-trous<\/strong>\u00a0.\u00a0Dans le semi-conducteur,\u00a0<strong>les porteurs de charge gratuits<\/strong>\u00a0sont les\u00a0<strong>\u00e9lectrons<\/strong>\u00a0et\u00a0<strong>les trous d&rsquo;<\/strong>\u00a0\u00e9lectrons (paires \u00e9lectron-trou).\u00a0Les \u00e9lectrons et les trous sont cr\u00e9\u00e9s par l&rsquo;\u00a0<strong>excitation d&rsquo;\u00e9lectrons<\/strong>\u00a0de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction.\u00a0Un trou d&rsquo;\u00e9lectrons (souvent simplement appel\u00e9 trou) est le manque d&rsquo;\u00e9lectrons \u00e0 une position o\u00f9 l&rsquo;on pourrait exister dans un\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atom-properties-of-atoms\/\">atome<\/a>ou un r\u00e9seau atomique.\u00a0C&rsquo;est l&rsquo;un des deux types de porteurs de charge qui sont responsables de la cr\u00e9ation de courant \u00e9lectrique dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que dans un atome normal ou un r\u00e9seau cristallin, la charge n\u00e9gative des \u00e9lectrons est \u00e9quilibr\u00e9e par la charge positive des noyaux atomiques, l&rsquo;absence d&rsquo;\u00e9lectron laisse une charge positive nette \u00e0 l&#8217;emplacement du trou.\u00a0Les trous charg\u00e9s positivement peuvent se d\u00e9placer d&rsquo;atome en atome dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs lorsque les \u00e9lectrons quittent leur position.\u00a0Lorsqu&rsquo;un \u00e9lectron rencontre un trou, il se recombine et ces porteurs libres disparaissent efficacement.\u00a0La recombinaison signifie qu&rsquo;un \u00e9lectron qui a \u00e9t\u00e9 excit\u00e9 de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction retombe \u00e0 l&rsquo;\u00e9tat vide dans la bande de valence, connu sous le nom de trous.<\/li>\n<\/ul>\n<p>La conductivit\u00e9 d&rsquo;un semi-conducteur peut \u00eatre mod\u00e9lis\u00e9e en fonction de la\u00a0<strong>th\u00e9orie des bandes des solides<\/strong>\u00a0.\u00a0Le mod\u00e8le de bande d&rsquo;un semi-conducteur sugg\u00e8re qu&rsquo;\u00e0 des temp\u00e9ratures ordinaires, il existe une possibilit\u00e9 limit\u00e9e que les \u00e9lectrons puissent atteindre la bande de conduction et contribuer \u00e0 la conduction \u00e9lectrique.\u00a0Dans le semi-conducteur, des porteurs de charge gratuits (paires \u00e9lectron-trou) sont cr\u00e9\u00e9s par excitation d&rsquo;\u00e9lectrons de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction.\u00a0Cette excitation a laiss\u00e9 un trou dans la bande de valence qui se comporte comme une charge positive et une paire \u00e9lectron-trou est cr\u00e9\u00e9e.\u00a0Les trous peuvent parfois pr\u00eater \u00e0 confusion car ce ne sont pas des particules physiques \u00e0 la mani\u00e8re des \u00e9lectrons, mais plut\u00f4t l&rsquo;absence d&rsquo;un \u00e9lectron dans un atome.\u00a0<strong>Les trous peuvent se d\u00e9placer d&rsquo;atome en atome<\/strong>\u00a0dans les mat\u00e9riaux semi-conducteurs lorsque les \u00e9lectrons quittent leur position.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-arrow\" data-anchor=\"References\"><\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Cet article est bas\u00e9 sur la traduction automatique de l&rsquo;article original en anglais. Pour plus d&rsquo;informations, voir l&rsquo;article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la \u00e0 l&rsquo;adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. Merci<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La semi-conductivit\u00e9 est d\u00e9termin\u00e9e par l&rsquo;\u00e9cart d&rsquo;\u00e9nergie entre les bandes de valence et de conduction.\u00a0Pour comprendre ce qu&rsquo;est le semi-conducteur, il faut d\u00e9finir ces termes.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements En g\u00e9n\u00e9ral, les\u00a0semi\u00a0&#8211;\u00a0conducteurs\u00a0sont des mat\u00e9riaux, inorganiques ou organiques, qui ont la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler leur conduction en fonction de la structure chimique, de la temp\u00e9rature, de l&rsquo;illumination et &#8230; <a title=\"Qu&rsquo;est-ce que la semi-conductivit\u00e9 &#8211; Th\u00e9orie des bandes &#8211; D\u00e9finition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-la-semi-conductivite-theorie-des-bandes-definition\/\" aria-label=\"En savoir plus sur Qu&rsquo;est-ce que la semi-conductivit\u00e9 &#8211; Th\u00e9orie des bandes &#8211; D\u00e9finition\">Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[49],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce que la semi-conductivit\u00e9 - Th\u00e9orie des bandes - D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La semi-conductivit\u00e9 est d\u00e9termin\u00e9e par l&#039;\u00e9cart d&#039;\u00e9nergie entre les bandes de valence et de conduction. 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