Зависимость ширины запрещенной зоны полупроводников IV группы и соединений АIIIBV от давления.
Зависимость ширины запрещенной зоны полупроводников IV группы и соединений АIIIBV от давления. - раздел Электротехника, Экранирование электрического поля в полупроводниках. Дебаевская длина экранирования. Эффект поля
...
Известно, что в Si , в Ge, GaAs .
Генезис спектра энергии в п/п 4 группы и соединений А3В5.
Формируется 4 эквивалентных валентных связи в результате sp3-гибридизации. ГЦК базис состоит из 2-х атомов => в элементарной ячейке 2 атома.
В связь могут войти волновые функции со знаком + или -
Антисвязывающая(ас) комбинация
Связывающая(с) комбинация
Для изолированных атомов имеем 2 вырожденных уровня.
Соответствует различному распределению электронной плотности
Если их этих ячеек собрать кристалл, то зоны будут расщепляться и дальше. Эти 2 уровня (а) и (ас) порождают 2 зоны спектра кристалла.
Полностью пустая зона
Eg
Полностью заполненная зона.
Если проложить внешнее всестороннее давление, то межатомное расстояние уменьшается, <0, и начинают сближаться, перекрытие зон увеличивается, уровни начинают расталкиваться (это явление стремится увеличить запрещенную зону), зоны уширяются(стремиться уменьшить запрещенную зону). В Si преобладает уменьшение запрещенной зоны, в Ge, наоборот, увеличение.
27. Зависимость ширины запрещенной зоны полупроводников IV группы и соединений А3В5 от температуры (Eg(t)).
С ростом температуры материал испытывает тепловое расширение (то есть увеличение температуры эквивалентно уменьшению давления), межатомное расстояние а увеличивается, но во всех п/п при увеличении Т Eg уменьшается, т.к. изменяется не только а, меняются:
1. Тепловое расширение эквивалентно зависимости Eg(р).
Если рассматривать чисто электронную подсистему, то Eg – это энергия, необходимая электрону для перехода с Ev на Ec. =>Eg=Еcv. Вероятность этого перехода: .
Учтем электронно-фононное взаимодействие: электроны+фононы, тогда вероятность , где F = E-TS – свободная энергия, P-вероятность перехода, <, где изменение энтропии, связано с изменением связи из орбитали С(связывающей) к АС (антисвязывающей). С орбитали более жесткие, АС более рыхлые.
,
Этот фактор доминирует и при повышении Т ширина запрещенной зоны уменьшается. .
Система с зарядами экранирует внешнее поле если носители заряда связаны с атомами то уравнение Пуассона описывает экранирование электрического... уравнение Пуассона описывает экранирование эл поля в среде...
Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми
Если есть сост., то оно м.б. либо заполнено, либо не заполнено. Сущ. некий уровень E0–уровень электронейтральности, такой что если уровень Ферми совпадет с ур.
Р-n переходе.
Ток – состояние неравновесное, можно ввести квазиуровни Ферми.
ВАХ реального диода.
1 и 3 области – причина токов генерации и рекомбинации в объеме перехода.
ВАХ контакта Шоттки.
Положительное смещение соответствует минусу на Ме и плюсу на п/п n типа (зоны смещаются вверх). При положительном барьер уменьшается, при отрицательном сужается (возрастает).
Критерий Линдемана
Критерий устойчивости кристаллической решетки.
– для подавляющего большинства твердых тел
Природа и свойства связанных состояний.
Образование квантовых состояний представляет собой чисто квантово0-механическое явление, т.к. в классической физике система разноименно заряженных частиц, взаимодействующих по закону Кулона, неусто
Свойства глубоких уровней.
1. Амфотерность – любая примесь может быть и донором и акцептором.
2. Многозарядность – один и тот же примесный атом может создавать несколько различных уровней с различающимся зарядом.
Методы описания
Метод эффективной массы вследствие r0~a(переменной решетки), не применим(волновая функция плавно меняется на периоде решетки!). Для наглядного описания модно пользоваться методом сильной
Опыт Дорфмана.
Через тонкую никелевую фольгу толщиной - 20 мкм, помещенную между полюсами электромагнита нормально к ее поверхности, пропускался пучок электронов. При постановке опыта никелевая фольга была нама
Микроскопическая природа ферромагнетизма
Атомы или ионы приобретают магнитный момент, как правило, если они имеют нескомпенсированные спины электронов. Например в атомах железа на внутренней 3d-оболочке имеется четыре нес
Обменное взаимодействие.
Причина магнитного упорядовачиния связана с кулоновским взаимодействием электронов.Которое зависит от спина.Когда мы рассматриваем основные приближения зонной теории то при описании
Теория Гинзбурга-Ландау
Будем описывать теорией фазовых переходов II рода. Вопрос состоит в том, чтобы выбрать в качестве параметра порядка.
Гинзбург и Ландау в качестве параметра порядка предложили взять
Новости и инфо для студентов