Transcription de la vidéo
La figure montre un réseau d’atomes de silicium contenant un atome de bore. La figure montre l’effet de la présence de l’atome de bore sur les électrons liés dans un atome de silicium adjacent. Quelle est la charge électronique relative efficace de l’atome de bore après qu’il a eu un effet sur l’atome de silicium adjacent ?
Pour commencer, nous devons reconnaître que cette figure montre un semi-conducteur dopé au bore. Si le réseau ne comprenait que des atomes de silicium, ce serait un semi-conducteur pur. Mais ici, le semi-conducteur contient du bore comme impureté. Pour cette raison, nous devrions rappeler certaines propriétés d’un tel semi-conducteur dopé. Pour commencer, il est important de se rappeler qu’un atome neutre de bore contient trois électrons dans sa couche électronique la plus externe, donc nous disons qu’il s’agit d’un atome trivalent.
Lorsqu’un atome de bore est introduit dans un réseau de silicium, chacun des quatre atomes de silicium entourant le bore partage un de ses électrons les plus externes par une liaison covalente. Ce partage contribue à quatre autres électrons à la couche la plus externe du bore, ce qui donne un total de sept électrons possibles sur huit. Nous pouvons le voir illustré dans le diagramme donné, car il y a sept électrons dans les couches les plus externes entourant immédiatement le noyau de bore. Comme il ne contient pas les huit électrons complets qui rendraient la couche complète, nous pouvons voir qu’il y a un trou d’électron, ou vacance, dans la couche.
Il est important de noter qu’à ce stade, le bore et les atomes de silicium environnants restent électriquement neutres. Cependant, la présence de ce trou d’électrons signifie que l’atome de bore est très susceptible d’accepter un électron proche pour compléter la couche, et cela se produit généralement très rapidement. L’électron accepté pourrait être un électron libre du réseau. Mais généralement, il s’agit en fait d’un électron d’un atome de silicium adjacent. C’est l’effet auquel l’énoncé de la question fait référence.
Dans ce cas, le huitième électron n’est pas simplement partagé avec le bore par une liaison covalente. Au lieu de cela, il devient l’un des électrons de l’atome de bore. Et ainsi, une fois que l’atome de bore a eu son effet sur le réseau, l’atome initialement neutre devient un ion chargé négativement, souvent appelé ion accepteur négatif. Ainsi, avec l’addition de cet électron unique, dont nous savons qu’il a une charge effective négative, la charge électronique relative effective de l’atome de bore est négative.
