Горячий носитель
Cтраница 4
По-видимому, во всех рассмотренных выше реакциях важную роль играют не успевшие термолизоваться горячие носители заряда. Это подтверждает высокий порог фотодиссоциации молекул воды на кремнии пор Ь5 Eg, где Eg - запрещенная зона кремния. При захвате горячих носителей происходит понижение потенциальных барьеров, отделяющих адсорбционные медленные состояния от разрешенных зон полупроводника. [46]
В результате ударной рекомбинации высоко в зоне проводимости появляются электроны, а в глубине валентной зоны - дырки. Основная часть таких горячих носителей быстро термализуется, электроны опускаются на дно зоны проводимости, а дырки поднимаются к потолку валентной зоны. Однако существует конечная вероятность непосредственной рекомбинации горячих носителей с термализованными носителями противоположного знака: горячий электрон совершает переход на состояние вблизи. Оно возникает в результате рекомбинации электронов с дырками, заброшенными в отщепленную подзону валентной зоны. [47]
 |
Вычисленный избыточный фактор шума М в функции плотности тока / о (. 1972 ШЕЕ. [48] |
Он появляется потому, что хотя; считается, что носители дрейфуют с предельной скоростью, на самом деле имеется распределение скоростей, среднее значение которых равно предельной скорости. Распределение скоростей, подобно распределению Максвелла, и соответствует температуре горячих носителей. Общий аналитический метод исследования джонсоновского шума описан в разд. [49]
В больших полях, не удовлетворяющих условию слабого электрического поля, скорость носителей заряда выше, чем в полях, когда распределение скоростей носителей соответствует температуре решетки. Тогда носители заряда при столкновении с акустическими фононами не успевают отдавать фононам получаемую в таком сильном поле энергию. Поэтому средняя энергия носителей повышается и электронно-дырочный газ разогревается. Принято считать горячими носителями те, энергия которых больше тепловой энергии, соответствующей температуре решетки. [50]
В больших полях, не удовлетворяющих условию слабого электрического поля [ ( см. формулы (7.185) или (7.187) ], скорость носителей заряда выше, чем в меньших полях, когда распределение скоростей носителей соответствует температуре решетки. Тогда носители заряда при столкновении с акустическими фононами не успевают отдавать фононам получаемую в таком сильном поле энергию. Поэтому средняя энергия носителей повышается и электронно-дырочный газ разогревается. Принято считать горячими носителями те, энергия которых больше тепловой энергии, соответствующей температуре решетки. [51]
В больших полях, не удовлетворяющих условию слабого электрического поля, скорость носителей заряда выше, чем в полях, когда распределение скоростей носителей соответствует температуре решетки. Тогда носители заряда при столкновении с акустическими фононами не успевают отдавать фононам получаемую в таком сильном поле энергию. Поэтому средняя энергия носителей повышается и электронно-дырочный газ разогревается. Принято считать горячими носителями те, энергия которых больше тепловой энергии, соответствующей температуре решетки. [52]
В таких детекторах используется неоднородный разогрев электронного газа вблизи точечного контакта, который представляет собой п-п - или р-р - ( I - / i) - переход. Вследствие концентрации СВЧ мощности вблизи контакта малой площади происходит разогрев носителей заряда, в то время как у другого контакта - большой площади, он остается в равновесии с кристаллической решеткой. Возникающая термо - ЭДС горячих носителей не зависит от направления протекания тока через контакт, а постоянная составляющая этой термо - ЭДС может служить мерой поглощенной СВЧ мощности. [53]
Основная трудность вычислений заключается в том, что носители слишком быстро приобретают энергию под действием сильного электрического поля. Если эта скорость больше, чем скорость, с которой носители отдают энергию решетке, то нарушается состояние теплового равновесия между носителями и решеткой. Существует два возможных сценария для таких неравновесных ситуаций. В одном случае носители находятся в тепловом равновесии между собой, но не с фононами. В этом случае можно сказать, что носители находятся в квазитепловом равновесии. Поскольку обычно температура этих носителей выше, чем у решетки, они называются горячими носителями. Во втором сценарии носители не могут быть описаны равновесным распределением и поэтому не имеют хорошо определенной температуры. В литературе эти носители также иногда неточно называют горячими. Более правильно следовало бы называть их неравновесными носителями. Эффекты, связанные с горячими носителями, играют большую роль в работе многих полупроводниковых приборов, таких как лазерные диоды, генераторы Ганна и полевые транзисторы с коротким каналом ( см. [5.22], с. Горячие носители в этих приборах генерируются электрически мощным полем или инжекцией сквозь барьер. [54]
Если, кроме т), все величины, входящие в (80.18) известны, то, измеряя / ф, можно определить квантовый выход. На рис. 121, а приведена спектральная характеристика квантового выхода для германия, из которой видно, что вплоть до 2 7 эв квантовый выход равен единице. При дальнейшем росте энергии фотона квантовый выход увеличивается. При поглощении фотона в результате прямого перехода квазиимпульсы электрона и дырки равны, и их кинетические энергии при этом обратно пропорциональны эффективным массам. Когда кинетическая энергия одной из частиц достигает величины, равной ширине запрещенной зоны, то горячий носитель заряда может отдать свою энергию на образование дополнительной пары свободных электрона и дырки. [55]
Страницы: 1 2 3 4