Электрический ток в полупроводниках Литература: Питер Ю, М. Кардона. Основы физики полупроводников. § 5.1, 5.2, 5.5.2 Дж. Займан. Основы теории твердого. - презентация

1 Электрический ток в полупроводниках Литература: Питер Ю, М. Кардона. Основы физики полупроводников. § 5.1, 5.2, Дж. Займан. Основы теории твердого тела. § 6.5, 6.6

2 Электропроводность, проводимость [Ом -1 м -1 ] 10 6 типдиэлектрик, изолятор полупроводникпроводник зависит от Т, от освещенности, от дефектов, примесей, состава разброс более чем в 1000 раз Удельное сопротивление

3 Электрический транспорт Движение электрона в электрическом поле F - время рассеяния носителей на примесях и фононах Стационарный режим Скорость дрейфа Плотность тока Проводимость Подвижность

4 Плотность носителей тока Металлы: Полупроводники: InAs InN

5 Время рассеяния носителей В металлах В полупроводниках

6 В полупроводниках типа A III B V Подвижность, см 2 /(В·с): AlSbGaSbInSbGaAsInAs электронов дырок Эффективная масса электронов тяжелых дырок легких дырок см 2 /(В·с). электронов в металле ~ Подвижность носителей тока

7 Электронно- дырочный ток в полупроводнике

8 Зонная структура InSb

9 Зависимость сопротивления от температуры Металл Чистый полупроводник

10 Ширина запрещенной зоны, Eg (eV) > типдиэлектрикполупроводникпроводник МатериалФорма EgEg 0 K300 K Элемент CC (мод. Алмаз) Алмаз н5,45,46–6,4 Siн1,171,12 Geн0,750,67 Seп 1,74 А IV В IV SiCSiC 3Cн2,36 SiCSiC 4Hн3,28 SiCSiC 6Hн3,03 А III В V InPп1,421,27 InAsп0,430,355 InSbп0,230,17 InNп0,7 In x Ga 1-x Nп 0,7– 3,37 GaNп3,37 GaPGaP 3Cн2,26 GaSbп0,810,69 GaAsп1,521,42 AlAsн2,16 AlSbн1,651,58 AlN6,2

11 Как экспериментально изучают электропроводность полупроводников?

12 Электронные переходы при поглощении света Прямые и непрямые межзонные переходы

13 Зонная структура и спектр поглощения Ge

14 Край собственного поглощения Примерный спектр поглощения типичного полупроводника группы III-V

15 Эффект Холла

16 ElEl

17 Временная релаксация фотопроводимости

18 Проводимость примесных полупроводников Доноры Ge: P, As, Sb

19 Акцепторы Ge: Al, Ga, In

20 Проводимость чистого полупроводника примесного полупроводника

21 Зависимость проводимости от концентрации примеси

22 Полупроводниковый диод

23 Транзистор – полупроводниковый триод Структура биполярного n-p-n транзистора. Ток через базу управляет током «коллектор-эмиттер».

24 Движение электрона в кристалле Групповая скорость волнового пакета: