Das folgende Video zeigt, wie das Bändermodell und die Gitter-Struktur eines Halbleiters (hier Silizum) zusammenhängen. Das Bändermodell ist eine zentrale Grundlage für das Verständnis von Leitungsvorgängen in Halbleitern.
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Beschreibung
Im Video unternimmt man einen Flug in ein virtuelles Silizium-Kristall. Anschließend betrachtet man eine Reihe von Atomen, die per Elektron-Paar-Bindung miteinander verbunden sind. Im Bändermodell sind auf der x-Achse die Abstände der Atome aufgetragen. Das Bändermodell ist nur in Bezug auf die x-Koordinate ein räumliches Modell. Auf der y-Achse kann das Energieniveau abgelesen werden.
Überblick und Download
| Titel | Bändermodell in Halbleitern |
| Zielgruppe | Lehrer/innen und Vortragende | Lizenz | Freeware (für nicht-kommerzielle Nutzung) |
| Download | Download |
Didaktische Idee
Die Animation soll Lernenden mit geringen Vorkenntnissen im Bereich der Halbleiter-Technik einen Einstieg in das Bändermodell ermöglichen. Es wird ein Inhalt, der normalerweise rein mathemtisch-abstrakt hergeleitet wird, als räumliche Vorstellung wiedergegeben.
Modellgrenzen
Die y-Achse des Bändermodell steht für das Energieniveau. Es handelt sich nicht um eine Koordinate im Raum. Die x-Achse ist hingegen eine räumliche Koordinate und steht für die Abstände der Atomrümpfe.
Das 3D-Modell darf nicht zur Vorstellung führen, das Bändermodell ließe sich allein aus der Gitterstruktur eines Halbleiterkristalls ableiten.
Mitwirkende
C. Hein, S. Rikowski
Quellen
Verwendetes Werkzeug: POV-Ray: http://www.povray.org/