Dans un semi-conducteur diamant, pourquoi la densité d'électrons à température ambiante d'une couche de type n dopée au phosphore est-elle très inférieure à la concentration de phosphore ?

Réponse : B. Le niveau donneur du phosphore est profond, à environ 0,57 eV sous la bande de conduction, si bien qu'il ne s'ionise presque pas à température ambiante

Pour qu'un donneur libère un électron, il faut que l'agitation thermique fasse passer cet électron du niveau donneur à la bande de conduction. Dans le silicium, le niveau du phosphore est peu profond, à environ 0,045 eV sous la bande de conduction, si bien qu'il est presque entièrement ionisé à température ambiante. Dans un semi-conducteur diamant, le niveau du phosphore est profond, à environ 0,57 eV, bien au-delà de l'énergie thermique à température ambiante (environ 0,026 eV), si bien que la plupart des atomes de phosphore ne libèrent pas d'électron. Le bore, utilisé pour le type p, est lui aussi assez profond, à environ 0,37 eV, ce qui fait du dopage un défi majeur pour le développement des composants en diamant.