英語翻譯：

【化】 donor centre; donor impurity

分詞翻譯：

施的英語翻譯：

apply; bestow; carry out; execute; grant; use
【醫】 apply

主的英語翻譯：

advocate; direct; host; indicate; main; owner; person or party concerned
【機】 master

雜質的英語翻譯：

impurity
【化】 impurities; impurity
【醫】 impurity

專業解析

"施主雜質"（donor impurity）是半導體物理學中的重要概念，指在半導體晶格中摻入的能夠提供自由電子的雜質原子。這類雜質通過向半導體材料貢獻額外電子，形成N型半導體。例如在矽（Si）晶體中摻入磷（P）或砷（As）時，五價雜質原子會取代四價矽原子的位置，多餘的一個電子成為導電載流子。

其作用機制包含以下特點：

1. 電子結構：施主雜質的原子價電子數高于基質材料（如磷的5個價電子對比矽的4個），導緻能帶結構中形成靠近導帶的施主能級。
2. 導電機制：在室溫下，施主能級電子受熱激發躍遷至導帶，增加材料中的電子濃度，提升電導率。典型施主雜質濃度在10¹⁵–10¹⁹ cm⁻³範圍内。
3. 應用場景：廣泛應用于二極管、晶體管等器件的N型區域構建，如摻磷矽片是集成電路的基礎材料。

該術語的英文對應詞"donor impurity"最早見于貝爾實驗室1950年代關于半導體摻雜的研究文獻，現已成為IEEE電子器件學會标準術語庫的收錄詞條。

網絡擴展解釋

施主雜質是半導體物理中的重要概念，主要用于描述摻雜後影響材料導電特性的雜質類型。以下是詳細解釋：

1.基本定義

施主雜質指摻入半導體（如矽、鍺）中的五價元素（如磷P、砷As、銻Sb），其價電子數多于半導體本身的四價原子。這類雜質通過提供自由電子，顯著增強半導體的導電性，形成N型半導體。

2.作用機制

• 電子貢獻：五價雜質原子替代半導體晶格中的四價原子後，其5個價電子中4個與周圍原子形成共價鍵，剩餘1個成為自由電子（見圖1）。
• 電離過程：自由電子脫離雜質原子進入導帶，雜質原子自身變為帶正電的離子（正電中心），這一過程稱為施主電離。

3.對半導體類型的影響

施主雜質的存在使半導體中電子成為多數載流子，形成N型半導體（Negative型）。例如，矽中摻磷後，自由電子濃度顯著增加，導電性提升。

4.與受主雜質的區别

• 施主雜質：五價元素，提供電子，形成N型半導體。
• 受主雜質：三價元素（如硼B），接受電子形成空穴，形成P型半導體。

5.實際應用

通過控制施主雜質的摻雜濃度，可調節半導體的導電性能，廣泛應用于二極管、晶體管等電子器件的制造。

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施主雜質通過釋放自由電子改變半導體導電特性，是N型半導體的核心摻雜元素。如需進一步了解其能級結構或具體應用，可參考半導體物理相關教材或專業文獻。

分類

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