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Chapitre 12 : Conductivité électrique des oxydes
Soit :
σ m = 1,66.10
−30 Ω
−1
.cm
−1
Le composé est donc un isolant parfait.
De même, on calcule, à 1 300 K :
N C = 1,804.10
21 cm
−3
et σ m = 4.10
−5 Ω
−1
.cm
−1
Le dioxyde est devenu très faiblement conducteur.
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◦ ) Le niveau de Fermi E F peut être défini, dans le cas des semiconducteurs, par la relation approchée :
n = N C exp −[(E F − E C )/kT]
ce qui peut s’exprimer sous la forme :
Ln
n
N C
= −
E C − E F
kT
Étant donné que E C = 0 par convention, on obtient les valeurs du niveau de
Fermi suivantes :
– Pour x = 1,2.10
−4 , on a :
n = 2,4.10
−4 en fraction molaire
soit :
n = (2,4.10
−4
× 6,02.10
23 )/18,75 cm
3
.mol
−1 = 7,7.10
18 cm
−3
Donc :
Ln(n/N C ) = Ln(7,7.10
18
/1,804.10
21 ) = −5,45
et
E C − E F = −1,38.10
−23 J.K
−1
× 1 373 K × (−5,45) = 1,03.10
−19 J = 0,645 eV
Le niveau de Fermi se situe à 0,645 eV en dessous de la bande de conduction.
– Pour x = 6,8.10
−4 , on trouve 0,44 eV. On voit que, lorsque la concentration électronique augmente, le niveau de Fermi se rapproche de la bande de
conduction. On peut alors placer les niveaux donneurs par rapport au niveau
de Fermi.