두 반도체 물질이 접합할 때 band bending이 되는 이유는 무엇입니까?

[휘는 띠굽음(band bending)]

반도체를 광산화. 환원 반응에 이용하는 방법은 크게 두 가지가 있는데 광전기화학셀 (photoelectro- chemical cell)을 이용하는 것과 분산된 반도체 입자나 콜로이드 형태를 이용하는 것이다. 광전기화학셀에서는 반도체를 광전극으로, 금속전극을 상대 전극(counter electrode)으로 주로 사용한다.

반도체 전극을 사용할 경우 반도체/액체 계면에서 전하이동 평형을 이루기 위하여 전자전이가 일어나고 이 결과 반도체 내의 에너지띠가 휘는 띠굽음(band bending)이 일어난다. 에너지띠의 굽음(band bending)은 표면부분(공간 전하층, space charge layer)에만 국한되고, 반도체의 광흡수 또한 주로 표면부분(광투과 깊이 이내)에서 일어난다.

따라서 반도체 전극의 광여기에 의해 생성된 전자/정공쌍은 표면부분에 형성된 전위사면을 따라 서로 반대 방향으로 분리되며(n-형 반도체의 경우 전자는 반도체 내부로, 정공은 고체/액체 계면으로), 이 결과 전자/정공의 재결합을 최소화시킬 수 있다.

반도체 전극에서의 띠굽음은 빛 에너지의 전환을 실제적으로 가능하게 하는 아주 중요한 의미를 갖는다. 반도체 계면으로 이동한 정공은 용액 속의 전자주개 분자(D)와 반응하여 산화반응을 일으키고 반도체 내부로 이동한 전자는 외부회로를 지나 상대전극에서 전자받개 분자(A)와 환원반응을 일으킨다.