👨‍🏫真性半導体の電気伝導

左図の半導体のエネルギーバンドは、実は外からエネルギーが与えられていない状態。半導体の禁止帯の大きさは、０～約3.0eV程度である。Siの場合、1.1eVで、これは波長1128nmの光（赤外線）に相当。したがって、Siは可視光を吸収してしまう（これに対して絶縁体は可視光を吸収せず、基本的には透明）。

半導体に光が当たる、あるいは熱エネルギーが供給されると…
価電子帯から伝導帯に電子が「励起」される。光の量が多いほど、また温度が高くなるほど、励起される電子の量は増える。すると、電圧をかけたときには、励起された電子と、「電子の抜けた孔」が、それぞれ水滴と気泡のように移動できるようになる。　　→　少しだが、電気を通すようになる！

負極　　　　　　　　　　　　　　　正極

電子が抜けた孔は負極に向かって動く（代わりにとなりの電子が反対側に動いている）。これも電気を運んでいる。伝導帯の電子ももちろん電気を運んでいる。

伝導帯の電子は「伝導電子」、価電子帯にできた電子の抜け穴は「正孔（ホール）」と呼ばれる。どちらも電気を運ぶので、総称して「電荷担体（キャリア）」と呼ぶ。

伝導電子と正孔の濃度がつねに等しい半導体を「真性半導体（あるいは内因性半導体）」と呼ぶ。電荷担体の濃度(n)が温度上昇によって増える度合いは、という関係式で表わされる（Aは定数、Egは禁止帯の幅。厳密にはフェルミ・ディラク分布、近似的にはボルツマン分布）。導電率(σ)は、σ = neμ (μは移動度、電荷担体の動きやすさ。eは電荷)で表わされるから、温度が高くなるにつれ、半導体の導電率は急激に高くなる。

　例題：縦軸に導電率の対数、横軸に温度の逆数をとったグラフを作ると、導電率はどのような線になるか。

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真性半導体の電気伝導
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真性半導体の電気伝導
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山形大学, 
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無機固体化学
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（参照 <time datetime="2026-10-14">2026-10-14</time>）.
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