電気伝導度の観点から物質を分類すると、金属・絶縁体・半導体に分けられる。これらの分類は、フェルミ準位の位置を意識することで簡単に分類できる。
この記事では、フェルミ準位の解説をしたあと、これらの分類についてバンドを用いて解説する。
電子工学
バンドについて―価電子帯・禁制帯・伝導帯とはなにか
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固体物理や半導体の分野では、電子のエネルギー準位ごとの性質を考えるためにバンドという考えを導入する。
この記事では、バンドが何を表し、何に役に立つのかを考える。
太陽光発電の仕組み
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再生可能エネルギーによる発電手段が注目される中、太陽光発電がその選択肢の一つとなっている。世界中のあちこちで大規模な太陽光パネルの設置工事が計画されており、主要な発電源となるのではと期待されている。
この記事では、太陽光パネルがどのような原理で電気を作り出すのかを書く。太陽光パネルにはpn接合型と色素増感太陽電池があるが、この記事ではpn接合型のものについて考える。
光電効果とは
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光電効果には、外部光電効果と内部光電効果と光起電力効果の3種類ある。アインシュタインがノーベル賞を受賞したきっかけとなった現象としても有名でもある。
この記事では、それぞれの光電効果の概要を述べる。
トランジスタの仕組み―バイポーラとユニポーラの違い
トランジスタとは、スイッチング作用という特性を持つ半導体部品のことである。トランジスタは増幅回路でよく使われるため、もし電気回路について勉強するならば避けて通れないだろう。
この記事では、バイポーラトランジスタとユニポーラトランジスタの構造とその仕組みを、バンドを用いて説明する。
レーザの性質と原理
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レーザ光は通常の光にはない性質を持ち、様々な実験に使われる。
この記事では、レーザ光の主な性質と、レーザの原理を解説する。
ちなみに、レーザの元の英単語「Laser」の一般的な読み方は「レーザー」だが、工学分野では通常「レーザ」と表記する。この記事でもそれにならってレーザと表記する。
pn接合とは―ダイオードの仕組みについて
ダイオードとは、電流を一方向にしか通さないような半導体部品のことである。これにはp型半導体とn型半導体をつないだpn接合というものが使われる。
この記事では、この2種類の半導体の違いを解説した後、pn接合についてバンド図を用いて解説する。さらに、pn接合の応用例としてダイオードの原理を紹介する。
ホール効果とは
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ホール効果とは、磁場中で導体板に電流を流したときに、その導体板に起電力が発生する現象のことである。
この記事では、ホール効果が起こる理由とホール係数について書く。