真性半導体の絶対零度におけるエネルギーバンド構造で正しいのはどれか。2 つ選べ。…
午前 第66問
真性半導体の絶対零度におけるエネルギーバンド構造で正しいのはどれか。2 つ選べ。
- (1)伝導帯は空帯となっている。
- (2)禁制帯にキャリアは存在しない。
- (3)禁制帯の幅は絶縁体より大きい。
- (4)価電子帯の電子は電流に寄与する。
- (5)フェルミ準位は価電子帯に存在する。
正答 (1)(2)
正答は (1)と(2)。正しいのはこの2つです。
真性半導体（不純物を含まない Si や Ge）では、絶対零度で電子はすべて価電子帯に入っていて、価電子帯は満ちた状態（充満帯）、伝導帯には電子が1個もない空の状態（空帯）になります（1）。禁制帯は電子がとれないエネルギーの範囲なので、キャリア（電子や正孔）は存在しません（2）。
【ほかの選択肢】
(3) 禁制帯の幅は絶縁体より大きい 半導体の禁制帯の幅（Si で約1.1 eV）は、絶縁体（数 eV 以上）より小さくなります 誤り
(4) 価電子帯の電子は電流に寄与する 満ちた価電子帯の電子は、移れる空きの準位がないので、電場をかけても動けず、電流に寄与しません 誤り
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(5) フェルミ準位は価電子帯に存在する 真性半導体のフェルミ準位は禁制帯のほぼ中央にあります 誤り
【関連する知識】
温度が上がると、価電子帯の電子が熱で伝導帯へ上がり、伝導帯の電子と価電子帯の正孔が対でできて電気が流れる
ようになります。半導体検出器を冷やすのは、この熱による
キャリア（漏れ電流）を減らすためです。
出典：2025年（令和7年） 診療放射線技師国家試験 問66（厚生労働省 公表）出典元ページ
最終更新日
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