Валентная зона - кремний
Cтраница 1
Валентная зона кремния состоит из зоны легких и тяжелых дырок; поверхности равной энергии для зоны тяжелых дырок являются гофрированными. Поэтому коэффициент Холла вычисляют с учетом концентрации легких и тяжелых дырок. [1]
Валентные зоны кремния и GaAs имеют примерно одинаковую форму. Форма зон примерно изотропна, и изоэнергети-ческие поверхности представляют собой почти правильные сферы. Поэтому эффективная масса носителей в валентной зоне представляется тремя скалярными величинами. Третья зона, отделенная от двух первых энергетическим зазором А, образовалась в результате взаимодействия спинов электронов с их орбитальными магнитными моментами. Этот эффект называется спин-орбитальным расщеплением. У кремния величина А мала ( 0 035 эВ), и при комнатной температуре дырки заполняют эту третью зону. [2]
В валентной зоне кремния или германия эти функции на самом деле четные. [3]
Как и в Ge, экстремум валентной зоны кремния образован двумя зонами, вырожденными при k 0; третья зона находится несколько ниже. Однако спин-орбитальное расщепление в Si гораздо меньше и его сравнительно трудно исследовать. [4]
Поэтому эффективная масса дырок, соответствующая различным уровням валентной зоны кремния и германия ( см. рис. 3.13, 3.14), должна быть различной. [5]
В общем случае, применение этой формулы к краю валентной зоны кремния и германия представляет огромные трудности. [6]
 |
Структурная схема установки для регистрации инфракрасного излучения из структуры. [7] |
Рекомбинация электронов из зоны проводимости непосредственно с дырками в валентной зоне кремния маловероятна и практически не влияет на время жизни носителей. Однако интенсивность такой рекомбинации возрастает при больших концентрациях неравновесных электронов и дырок. При высоких уровнях инжекции в га-базе диода она становится пропорциональной квадрату концентрации неравновесных носителей. Каждый акт рекомбинации электронов и дырок непосредственно из зоны в зону сопровождается излучением кванта энергии, примерно равной ширине запрещенной зоны кремния, что соответствует длине волны излучения 1 14 мкм. Это излучение называется рекомбинационным. [8]
Упругоэлектрические измерения на антимониде индия р-типа согласуются со структурой валентной зоны, аналогичной валентной зоне кремния или германия. [9]
Для всех соединений со структурой сфалерита валентная зона качественно одинакова. Аналогично валентной зоне кремния и германия она состоит из нескольких подзон. Две из них, стыкующиеся при k 0, образуют зоны легких и тяжелых дырок. Третья, низколежащая, подзона отщеплена от первых двух вследствие спин-орбитального взаимодействия. Все соединения индия, а также большинство соединений галлия имеют абсолютный минимум зоны проводимости в центре зоны Бриллюэна. [10]
Далее, два набора величин параметров валентной зоны, полученные из экспериментов по циклотронному резонансу, не очень хорошо согласуются друг с другом. Очевидно, что параметры валентной зоны кремния установлены с меньшей определенностью, чем в случае германия. [11]
В кристаллическом кремнии каждый атом образует тетраэдрические парно-электронные насыщенные ковалентные связи, достраивая свою валентную оболочку до октета. Таким образом, в валентной зоне кремния все 8 / V состояний оказываются занятыми. [12]
 |
Структура кремния. [13] |
Образующаяся концентрация свободных электронов при этом в типичных случаях почти равна или несколько меньше концентрации примесных атомов. Ясно, почему это происходит: для образования четырех валентных связей у атома бора не хватает одного электрона. Этот электрон он забирает из валентной зоны кремния, в которой образуется таким образом дырка. Иными словами, кремний становится дырочным полупроводником. Здесь мы, разумеется, сделали одно предположение, которое в действительности не соблюдается. Мы предположили, что до легирования полупроводник был беспримесным, химически чистым и обладал к тому же совершенной кристаллической структурой. На рис. 8 показан фрагмент правильной кристаллической решетки кремния. Она содержит только атомы кремния и бесконечно простирается во всех трех направлениях пространства. [14]
Примесь сурьмы в этом случае называют до-норной, а полупроводник - полупроводником и-типа. Если к кремнию добавить примесь индия, имеющего три валентных электрона, то в этом случае образуются три связи кремния с индием. Для полного октета ( 8 электронов) в атоме кремния необходим еще один электрон, который может перейти на связь из валентной зоны кремния при небольшом возбуждении. Появление дырок обеспечивает проводимость полупроводника. [15]
Страницы: 1 2