Acceptorniveau

Acceptorniveau, ook wel acceptor-niveau genoemd, is een energieniveau in de bandkloof van een半geleider of isolator dat ontstaat door een acceptor-impure stof (dopant) of defect. Dit niveau ligt meestal ergens in het midden van de bandkloof en kan elektronen uit de valentieband aantrekken. Het gevolg is dat er gaten in de valentieband ontstaan, waardoor p-type geleidbaarheid toeneemt en de meeste dragers positieve lading hebben.

De positie van het acceptorniveau ten opzichte van de valentieband bepaalt hoe gemakkelijk het dopant geactiveerd wordt bij een bepaalde temperatuur. Shallow acceptors liggen dicht bij de valentieband en zijn bij kamertemperatuur al grotendeels geïoniseerd, waardoor ze veel holes leveren. Diepe acceptors liggen verder weg en vereisen hogere temperaturen om te ioniseren, wat de temperatuurafhankelijkheid van de draagerconcentratie beïnvloedt.

Veelvoorkomende voorbeelden en toepassing: in silicium zijn boor (B) en aluminium (Al) bekende acceptoren, die p-type stof opleveren. In III-V-halfgeleiders kunnen elementen zoals zink (Zn) of koolstof (C) als acceptoren fungeren. Het begrip acceptorniveau is fundamenteel voor de werking van p-n-juncties, diodes, transistors en zonnecellen, omdat het de dosis en de activiteit van draaggolven regelt en daarmee het elektrisch gedrag bepaalt.

Meetmethoden en implicaties: het kenmerken van acceptorniveaus gebeurt met technieken als deep-level transient spectroscopy (DLTS), fotoluminescentie (PL), elektronparamagnetische resonantie (EPR) en hallmeting om de bandgap, ionisatie-energie en draaggrootheden te bepalen. Het begrip is essentieel voor materiaalontwerp en de procescontrole in halfgeleidertechnologie.