Уровни - валентная зона
Cтраница 2
Обсуждаются две возможности: 1) ионизация напряженных связей в Si02, которым соответствуют - уровни вблизи валентной зоны Si02 - переход / на рис. 5.26. В результате релаксации атомов кремния и кислорода к новому устойчивому положению возникают два стабильных центра захвата - акцепторный А и донорный Д которые могут выполнять роль быстрых состояний; 2) ионизация регулярной связи - переход 2 на рис. 5.26. При этом электрон уходит к металлическому электроду МДП-структуры, а дырка захватывается на напряженную связь Si-О, приводя к дефектообразованию. Это излучение поглощается в тонком внешнем слое оксида МДП-структуры, и остается неясным, почему рождающиеся дырки без захвата мигрируют на столь большие ( 100 - 300 нм) расстояния к границе Si-SiOj - Приложение к металлическому затвору отрицательного потенциала, препятствующего движению дырок, не сказывалось на де-фектообразовании. Обсуждается [16] возможность образования при ионизации связей свободных зксиюнов и атомов водорода, которые беспрепятственно могут двигаться к границе раздела и создавать там новые дефекты. [16]
Однако на основании расчетов энергии межатомных связен [2] можно предположить, что атомы олова могут образовывать глгбоколежащие до-норные уровни вблизи валентной зоны германия и кремния. Между тем непосредственными измерениями [3] такие уровни не были найдены. В работе [4] указано на проявление оловом донорных свойств в германии, легированном галлием. На основании изложенного можно предполагать, что олово создает глубокий донорный уровень в сплаве Si-Gc. [17]
В идеальном беспримесном кристалле собственного полупроводника при температуре абсолютного нуля все уровни зоны проводимости свободны, а все уровни валентной зоны заняты электронами. Тогда для всех уровней зоны проводимости функция распредел ения Ферми равна нулю, а для всех уровней валентной зоны функция распределения Ферми равна единице. Следовательно, уровень Ферми находится в запрещенной зоне между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны. [18]
Если на туннельный диод подано прямое напряжение U, то заполненные уровни зоны проводимости n - области оказываются напротив свободных уровней валентной зоны р-области ( рис. 3.28, б) и начинает преобладать туннельный переход электронов из зоны проводимости n - области в валентную зону р-области. Туннельный ток, создаваемый за счет этих переходов, имеет значительно большую величину, чем обычный - диффузионный ток, он достигает максимального значения, когда уровень Ферми n - области совпадает с верхним уровнем валентной зоны р-области, что соответствует напряжению i / i на диоде порядка 40 - 50 мВ для германиевых и 100 - 150 мВ для арсенид-галлие-вых диодов. [19]
Из физических соображений ясно, что при ( kElkT) 1 вероятности заполнения энергетических уровней зоны проводимости электронами и уровней валентной зоны дырками будут очень малы. Поэтому при определении EF можно для начала предположить, что вырождение отсутствует как в валентной зоне, так и в зоне проводимости. Условия, при которых справедливо сделанное предположение, будут подробно рассмотрены ниже. [20]
При небольших прямых напряжениях U ( рис 3.18 0) заполненные электронами энергетические уровни зоны проводимости - области частично расположатся напротив свободных уровней валентной зоны р-области. Поэтому в основном будут туннельные переходы электронов из п - в р-область, что соответствует прямому току / пр. [21]
В нормальном состоянии Т 0 К в полупроводнике нет свободных носителей заряда: все энергетические уровни в зоне проводимости свободны, а все уровни валентной зоны заняты электронами. [22]
 |
Схема рубинового лазера т валентно й зоны в ЗОНу про. [23] |
Для получения в полупроводнике состояния с отрицательной температурой необходимо создать условия, при которых населенность уровней зоны проводимости будет более чем наполовину превышать населенность уровней валентной зоны. [24]
По оси ординат отложено значение полной потенциальной энергии, а по оси абсцисс длина. Параллельное расположение уровней валентной зоны и зоны проводимости по отношению к оси абсцисс указывает на постоянство энергий - Ев и - Ес по всей длине выбранного участка кристалла. В дальнейшем мы увидим, что вблизи поверхности кристалла возможно искривление уровней полной потенциальной энергии ( - Еъ, - Ес и др.), соответствующее возникновению двойного электрического слоя и скачка контактной разности потенциалов. [25]
Площади под пунктирными кривыми пропорциональны плотностям энергетических состояний независимо от того, заняты они или нет. При Т 0 псе уровни валентной зоны заняты, а зона проводимости свободна. [26]
При этом уровни некоторых электронов проводимости л-области расположатся против свободных уровней валентной зоны р-области. Тем самым создаются благоприятные условия для туннельного перехода электронов из электронного полупроводника в дырочный. [27]
При описании дна зоны проводимости, однако, к результатам расчетов в модели КРЭЯ на основе простых схем метода ЛКАО следует относиться с осторожностью. Положение дна зоны проводимости более чувствительно к выбору расчетной схемы, чем энергии уровней валентной зоны: в более грубом расчете по методу МВГ с откалиброванным для молекул значением параметра / результат заметно хуже, чем в более последовательной схеме, не содержащей указанного параметра. [28]
Электропроводность различных веществ обычно поясняют с помощью энергетических зонных диаграмм ( рис. 26, а-в), на вертикальной оси которых откладывают энергию W валентных электронов. Пока валентный электрон находится на ковалентной орбите, его энергия соответствует одному из уровней валентной зоны ВЗ. Электрон, которому сообщена дополнительная энергия, поднимается на более высокий уровень этой зоны или покидает атом и становится свободным. В этом случае его энергия соответствует одному из уровней зоны проводимости ЗЯ. [29]
В идеальном беспримесном кристалле собственного полупроводника при температуре абсолютного нуля все уровни зоны проводимости свободны, а все уровни валентной зоны заняты электронами. Тогда для всех уровней зоны проводимости функция распредел ения Ферми равна нулю, а для всех уровней валентной зоны функция распределения Ферми равна единице. Следовательно, уровень Ферми находится в запрещенной зоне между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны. [30]
Страницы: 1 2 3 4