Physique des semi-conducteurs: Formation de bandes et expériences

Cette séance de cours se concentre sur la formation de bandes dans les semi-conducteurs et présente trois expériences importantes liées à ce sujet. L'instructeur commence par discuter du comportement des porteurs de charge dans les plaques conductrices, illustrant comment l'application d'un champ magnétique peut révéler le signe des porteurs. La première expérience démontre comment le remplacement des atomes dans la silice par des dopants comme le bore ou le phosphore peut modifier le type de porteur de charge. La deuxième expérience implique la résonance cyclotronique, qui aide à déterminer la masse effective des porteurs de charge en observant leur comportement dans un champ magnétique et sous rayonnement micro-ondes. L'instructeur explique comment la masse des électrons varie avec l'orientation du champ magnétique, introduisant le concept de masse effective comme un tenseur. L'expérience finale met en valeur la dualité onde-particule des électrons à travers une expérience à double fente, où les électrons individuels créent des modèles d'interférence au fil du temps, mettant en évidence la nature complexe des électrons en mécanique quantique. Cette vue d'ensemble complète met l'accent sur la relation complexe entre la structure, les porteurs de charge et leur comportement dans les matériaux semi-conducteurs.