Уровни - валентная зона
Cтраница 3
Рекомбинация приводит к одновременному исчезновению свободного электрона и дырки. На схеме уровней ( рис. 58.1) процессу рекомбинации соответствует переход электрона из зоны проводимости на один из свободных уровней валентной зоны. [31]
Для описания смешанного ионно-ковалентного характера связи используется понятие эффективного заряда е, который характеризует степень отклонения рассматриваемого соединения от соединения с нейтральной чистоковалентной связью. Величины эффективных зарядов примеси и основных ионов решетки ( точнее, их разность), например, определяют положение глубоких локализованных уровней относительно валентной зоны соединения AnBIV [1] и их акцепторно-донор-ные свойства. В связи с этим теоретическое и экспериментальное изучение эффективных зарядов в полупроводниках со значительной долей ковалентности приобретает решающее значение в предсказании электрофизических свойств новых полупроводниковых материалов. [32]
Рассмотрим процессы, происходящие в таком полупроводнике при Т 273 К. Увеличение внутренней энергии тела приводит к тому, что часть электронов полупроводника приобретает необходимую энергию для преодоления энергетического барьера и переходит с уровней валентной зоны на уровни зоны проводимости. При создании электрического поля в теле возникает движение электронов и дырок, а общий ток представляет собой сумму электронного и дырочного токов. При этом, поскольку концентрации электронов и дырок считаются равными, а их заряды имеют при разных знаках одинаковую величину, казалось бы, что электронный ток должен быть равен дырочному. На самом же деле, поскольку в большинстве случаев подвижность электронов выше, чем дырок, у полупроводника со смешанной проводимостью, как правило, электронный ток преобладает над дырочным. [33]
 |
Вольт-амперная характеристика туннельного диода. [34] |
Результирующий ток через переход складывается из двух встречных потоков электронов. Из р - в n - область валентные электроны переходят на свободные уровни в зоне проводимости, а из п-в р-об-ласть электроны проводимости переходят на свободные уровни валентной зоны. [35]
При повышении температуры происходит тепловая генерация подвижных носителей. Часть валентных электронов переходит в зону проводимости, и некоторые уровни этой зоны ( преимущественно нижние) заполняются с конечной вероятностью, отличной от нуля, а уровни валентной зоны ( преимущественно верхние) оказываются заполненными с вероятностью, меньшей единицы. [36]
 |
Пропускание кристаллов сульфида кадмия ( а и аморфного селена ( б.| Коэффициент поглощения селенида кадмия для обыкновенного ( J и необыкновенного ( 2 лучей. [37] |
Полупроводник непрозрачен для излучения с длиной волны, меньшей А, и прозрачен для более длинноволнового излучения. Положение края поглощения определяется зонной структурой полупроводника и соответствует энергии перехода из валентной зоны в зону проводимости. Естественно, что заполнение уровней валентной зоны определяется температурой, поэтому положение края поглощения также сильно от нее зависит. [38]
При W WF величина f превращается в нуль и ни один уровень с энергией W WF не будет занят электронами, поэтому уровень Ферми лежит ниже уровней зоны проводимости. При W Wp величина / превращается в единицу. WF будут заняты, поэтому уровень Ферми лежит выше уровней валентной зоны. [39]
В изоляторах нет вакансий ни на одном из уровней валентной зоны, и расстояние между ней и следующей возбужденной зоной велико. Ширина запрещенной зоны Еа области, где электроны не могут находиться в силу запрета Паули, составляет здесь несколько электронвольт. При наложении поля электроны не могут обеспечить прохождение тока, поскольку все уровни валентной зоны целиком заполнены, а энергия, необходимая для перевода их на следующую зону, значительно больше обычных энергий поля. [40]
В изоляторах нет вакансий ни на одном из уровней валентной зоны, и расстояние между ней и следующей возбужденной зоной велико. Ширина запрещенной зоны Ед области, где электроны не могут находиться в силу запрета Паули, составляет здесь несколько электронвольт. При наложении поля электроны не могут обеспечить прохождение тока, поскольку все уровни валентной зоны целиком заполнены, а энергия, необходимая для перевода их на следующую зону, значительно больше обычных энергий поля. [41]
Графическая зависимость этой функции показана на рис. 3.3, в. Вертикальная ось - значения энергии; по оси абсцисс отложена вероятность заполнения электронами соответствующих энергетических уровней. График в виде ломаной линии соответствует температуре О К и показывает, что при этой температуре все уровни валентной зоны заполнены электронами полностью ( вероятность р), а вероятность присутствия электронов в зоне проводимости равна нулю. Горизонтальный участок кривой 1 проходит посредине запрещенной зоны, где электроны находиться не могут вследствие принципа дискретности. [42]
Исходя из теории групп можно решить, для каких из состояний, находящихся в точках симметрии зоны Бриллюэна германия, матричные элементы отличны от нуля, а отсюда можно установить качественное соотношение между уровнем в арсениде галлия и соответствующим состоянием в германии. Общая картина, полученная Коллэвеем, сводится к следующему. По сравнению с германием в арсениде галлия дно зоны проводимости имеет тенденцию к небольшому ( за исключением направлений вдоль осей [100]) подъему. Уровни валентной зоны, вообще говоря, оказываются ниже ( чем в германии), что приводит к увеличению ширины запрещенной зоны. Спин-орбитальное взаимодействие не учитывалось, но его влияние не должно существенным образом изменить описанной энергетической схемы. Коллэвей попытался оценить степень увеличения ширины запрещенной зоны, применяя апроксимированные волновые функции для приближенного вычисления матричных элементов. Коллэвей пришел к выводу, что ширина запрещенной зоны при k О в арсениде галлия равна 1 2 эв, тогда как в германии она меньше и равна 0 8 эв. [43]
 |
Спектральное пропускание кристаллов сульфида кадмия.| Спектральное пропускание аморфного селена толщиной 2 06 ( 1 и 5 62 мм ( г.| Коэффициент поглощения. [44] |
Для оптических свойств полупроводников наиболее типично существование резкого края поглощения KQ. Полупроводник непрозрачен для излучения с длиной волны, меньшей Я0, и прозрачен для более длинноволнового излучения. Положение края поглощения определяется зонной структурой полупроводника и соответствует энергии перехода из валентной зоны в зону проводимости. Естественно, что заполнение уровней валентной зоны определяется температурой, поэтому положение края поглощения также сильно от нее зависит. [45]
Страницы: 1 2 3 4