Температура - кристаллическая решетка
Cтраница 2
Для того чтобы объяснить такое влияние температуры на процесс, мы приписываем атомам углерода некоторую свободу перемещения на поверхности кристаллической решетки, позволяющую двум или нескольким соседним активным атомам взаимно насытить свои свободные валентности, образуя при этом стабильный элемент решетки. Логично предположить, что такая поверхностная реорганизация происходит тем быстрее, чем выше температура кристаллической решетки, так как подвижность атомов при этом возрастает. [16]
 |
Зависимость дрейфовой скорости и подвижности носителей заряда от напряженности электрического поля. [17] |
В сильных электрических полях скорость дрейфа носителей заряда соизмерима с тепловой скоростью; носители заряда на длине свободного пробега приобретают в электрическом поле энергии, соответствующие кинетическим энергиям теплового хаотического движения. При этом распределение носителей заряда по энергетическим уровням соответствует большим температурам, чем температура кристаллической решетки, которая остается практически неизменной. Это явление называют иногда разогревом носителей. На подвижность носителей явление разогрева может влиять по-разному. [18]
Шумовые характеристики генераторов Ганна необходимо учитывать при применении их в различных радиотехнических системах. Диоды Ганна не являются малошумящими приборами, поскольку эффективная температура носителей в области домена значительно превышает температуру кристаллической решетки. Шум в диодах Ганна обусловлен случайным изменением от периода к периоду момента зарождения домена, неоднородностью свойств диода в пределах площади поперечного сечения и флюктутации скорости домена сильного поля. Шум генераторов Ганна в значительной степени зависит от той схемы, в которой работает диод Ганна; например, шум генератора, имеющего резистивную схему, всегда больше шума генератора, имеющего резонансную схему включения диода. [19]
 |
Эффект Холла. [20] |
Из физики известно, что под воздействием электрического поля в полупроводнике увеличивается средняя хаотическая скорость свободных носителей заряда ( электронов или дырок), что эквивалентно повышению их температуры относительно температуры кристаллической решетки материала. Это явление в теории полупроводников называется разогревом носителей зарядов. [21]
Сущность метода состоит в использовании так называемой термо - ЭДС горячих носителей, возникающей на концах полупроводникового образца с неоднородной концентрацией носителей зарядов, при неравномерном разогреве его полем СВЧ. Физически это объясняется тем, что в местах неоднородности концентрации имеют место внутренние ЭДС, обусловленные контактной разностью потенциалов между областями с равной концентрацией. Время установления температуры носителей на много - порядков меньше времени установления температуры кристаллической решетки, с которой связано возникновение обычной термо - ЭДС. [22]
Для усиления эффекта неоднородному разогреву следует подвергать полупроводник, концентрация носителей в котором пространственно неоднородна. Если разогрев осуществляется полем СВЧ, то по значению ЭДС можно судить о проходящей мощности СВЧ. Поскольку интервал установления температуры носителей зарядов на несколько порядков меньше времени установления температуры кристаллической решетки, ваттметры на основе разогрева носителей зарядов позволяют непосредственно измерять импульсную мощность при длительностях импульсов до 0 1 мкс. [23]
Но можно себе представить, что с увеличением напряженности поля изменение абсолютной величины скорости, происходящее на участке свободного пробега электрона, станет, при достаточно больших полях, сравнимо с величиной скорости в начале этого участка. Увеличение средней хаотической скорости электронов означает, в сущности, увеличение их сродней тепловой энергии, которая может быть измерена в градусах температурной шкалы. Таким образом мы приходим к выводу, что в электрическом ноле достаточной напряженности стационарная температура электронного газа может заметно превысить температуру кристаллической решетки. [24]
При увеличении напряженности электрического поля кинетическая энергия носителей увеличивается. В слабых электрических полях происходит в основном упругое рассеяние носителей на ионах примеси и на длинноволновых акустических фононах. При упругом рассеянии потери энергии носителей не происходит. По мере увеличения кинетической энергии повышается вероятность неупругого рассеяния на оптических фононах. Кинетическая энергия носителей, приобретенная в электрическом поле, в результате испускания оптических фо-нонов передается кристаллической решетке. В стационарном состоянии прирост приобретенной носителями энергии уравновешивается ее уменьшением за счет передачи решетке. Однако, если в результате интенсивных электрон-электронных столкновений в кристалле происходит быстрое выравнивание энергий между электронами, то можно воспользоваться формулой распределения Максвелла - Больцмана, подставив в нее эффективную температуру электронов Те, которая превышает температуру кристаллической решетки. [25]
Страницы: 1 2