簡并半導體英文解釋翻譯、簡并半導體的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 degenerate semiconductor

分詞翻譯：

簡并的英語翻譯：

【化】 degeneracy

半導體的英語翻譯：

semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor

專業解析

簡并半導體 (Degenerate Semiconductor)

簡并半導體指摻雜濃度極高、費米能級 ((E_F)) 進入導帶（N型）或價帶（P型）的半導體材料。其載流子分布不再遵循經典玻爾茲曼統計，而需用量子力學中的費米-狄拉克統計描述，表現出類似金屬的導電特性，但仍保留半導體能帶結構。

核心特征

高摻雜濃度
摻雜原子密度通常超過 (10^{19} , text{cm}^{-3})，導緻雜質能級擴展為雜質帶，并與主能帶重疊，使禁帶寬度“消失”。例如，矽中磷摻雜濃度 > (3 times 10^{21} , text{cm}^{-3}) 時形成N型簡并半導體。
費米能級位移
- N型簡并：費米能級 (E_F) 位于導帶底 ((E_C)) 之上，滿足 (E_F - E_C > 3k_BT)（(k_B) 為玻爾茲曼常數，(T) 為溫度）。
- P型簡并：費米能級 (E_F) 進入價帶頂 ((E_V)) 之下，滿足 (E_V - E_F > 3k_BT)。
載流子簡并性
載流子濃度接近或超過有效态密度 ((N_C) 或 (N_V))，導緻泡利不相容原理顯著影響導電行為，載流子遷移率受離子化雜質散射主導。

與普通半導體的區别

特性	普通半導體	簡并半導體
摻雜濃度	(<10^{18} , text{cm}^{-3})	(>10^{19} , text{cm}^{-3})
費米能級位置	禁帶内	導帶/價帶内
導電機制	熱激發主導	雜質電離主導
電阻率	較高	接近金屬（低至 (10^{-3} , Omega cdot text{cm})）

典型應用

歐姆接觸：金屬-半導體界面采用重摻雜層（如矽中摻砷），通過隧穿效應降低接觸電阻。
熱電材料：碲化铋（Bi₂Te₃）等簡并半導體具有高塞貝克系數，用于溫差發電器件。
激光二極管：砷化镓（GaAs）重摻雜形成簡并态，實現粒子數反轉所需的能帶填充。

權威參考文獻

《半導體物理學》（劉恩科等）
第7章詳細分析簡并半導體的能帶結構與載流子統計規律。科學出版社鍊接

"Doping in Semiconductors" (E. F. Schubert)
讨論摻雜極限對費米能級的影響（Cambridge University Press, 2015）。出版社鍊接

注：引用來源基于經典教材及學術出版物，鍊接指向出版社官網書目頁。

網絡擴展解釋

簡并半導體是半導體物理中的一個重要概念，以下從定義、形成條件、特性等方面進行詳細解釋：

1.定義與基本概念

簡并半導體屬于雜質半導體的一種，其核心特征在于極高的摻雜濃度（通常施主或受主雜質濃度超過$10^{18} text{cm}^{-3}$）。當摻雜濃度足夠高時，費米能級（Fermi level）會進入導帶（n型）或價帶（p型），導緻載流子濃度顯著增加，導電性能接近金屬特性。

2.形成條件

簡并化的關鍵條件是摻雜濃度達到或超過半導體材料的有效态密度（導帶有效态密度$N_C$或價帶有效态密度$N_V$）：

n型簡并半導體：施主濃度$N_D geq N_C$；
p型簡并半導體：受主濃度$N_A geq N_V$。

此時，費米能級$E_F$的位置會進入導帶或價帶，打破非簡并半導體中費米能級位于禁帶的規律。

3.特性與物理機制

載流子分布：由于高摻雜，載流子分布需用費米-狄拉克統計（考慮泡利不相容原理），而非非簡并情況下的玻爾茲曼近似。
導電性增強：載流子濃度接近金屬水平，電阻率顯著降低。
量子效應：簡并時需考慮載流子的量子隧穿和簡并壓效應，導緻能帶結構變化。

4.與非簡并半導體的區别

特征	簡并半導體	非簡并半導體
摻雜濃度	≥$10^{18} text{cm}^{-3}$	<$10^{18} text{cm}^{-3}$
費米能級位置	進入導帶或價帶	位于禁帶内
統計方法	費米-狄拉克分布	玻爾茲曼近似

5.應用與實例

簡并半導體常見于需要高導電性的器件中，例如：

隧道二極管：利用高摻雜下的量子隧穿效應；
重摻雜接觸層：在太陽能電池或LED中降低電極接觸電阻。

6.術語差異

不同地區對“簡并半導體”的稱呼略有差異：

中國大陸：簡并半導體；
港台地區：退化半導體、過半半導體。

總結來看，簡并半導體的核心在于高摻雜引發的量子效應和金屬性導電行為，其研究對理解極端摻雜條件下的半導體行為及高性能器件設計具有重要意義。