最終更新 2026-10-07

電子親和力とは

Electron Affinity
目次4項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. 関連用語
  4. 比較・違いを学ぶ

定義・解説

電子親和力(でんししんわりょく)とは、半導体において伝導帯の底(Ec)から真空準位までのエネルギー差を指し、伝導帯の電子を真空中へ取り出すのに必要なエネルギーを表します。単位はeVで、記号χ(カイ)で表されることが多く、ヘテロ接合やMOS界面の設計に不可欠な物性値です。

異なる半導体を接合するヘテロ接合では、両材料の電子親和力とバンドギャップの差から、界面における伝導帯・価電子帯のバンド不連続(バンドオフセット)が決まります。これはHEMTや化合物半導体レーザ、太陽電池のバンド設計を左右します。

MOS構造では、半導体の電子親和力とゲート絶縁膜の電子親和力の差が、界面の障壁高さを決めます。High-k絶縁膜の選定では、リーク電流を抑えるために十分な伝導帯オフセットが得られるよう、電子親和力が重要な選択基準となります。

図解

電子親和力の定義と、仕事関数との違い・ヘテロ接合のバンドオフセット
価電子帯の段差は、バンドギャップの差と合わせて求める。

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