研究室のイベント

7/2の卒研の時間に，今年度の第06回電制研ゼミを行いました！

今年度のゼミのテーマは「半導体工学」になります。本校も新カリキュラムにおいて半導体ならびに電気電子材料関連の科目の増強をしており，本研究室としても取り組むべきと考えて今年度のテーマとしました。

第06回目は稲吉君！今年度は森北出版の「基礎電気工学（第2版）」を元に資料を作成してくれました。大学・高専の初学者向けの「電子工学」「半導体工学」のテキストになります。

第06回目の発表は「有効質量と移動度」についてでした。

伝導体の自由電子や価電子帯の正孔は，電場が加わった時には電荷を運ぶキャリアとなります。しかし，その動き方は真空中の電子のような真の自由電子の動き方とは異なります。そのため，キャリアの運動を表す場合，質量の代わりに有効質量を用います。

また，自由電子や正孔に電場が加わると，クーロン力によって加速され，電場方向の速度が変化します。しかし，結晶中の自由電子や正孔は様々な方向へ高速度の熱運動をしながら衝突を繰り返しているため，衝突の度に電場から得た速度とエネルギーが失われ，速度の大きさも方向も元の平均的な熱速度に戻ります。従って，電場による電子の速度の変化は，1回衝突してから次に衝突するまでの間に変化する分以上にはなりません。この衝突の間の平均速度をドリフト速度と言い，電場強度に比例します。このドリフト速度と電場強度との比例係数を移動度といいます。

ドリフト速度は，衝突と衝突の間の期間において電場によって生じた速度であるため，温度が高くなると結晶格子の振動が激しくなるため，衝突回数が増加します。従って，移動度も減少します。金属の電気抵抗が温度と共に増大するのはこのためです。また，不純物との衝突も同様に移動度を減らすため，電気抵抗が増加します。

この移動度はパワー半導体デバイスのスイッチング速度に繋がるところですので，しっかりと押さえておきたいですね。

【川上】 

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