Возникновение - электрические поля
Cтраница 2
В опубликованных до настоящего времени работах, посвященных тепловому пробою транзисторов, как правило, рассматривается общий перегрев прибора. При этом считается, что тепло выделяется в коллекторном переходе и поверхность этого перехода изотермическая. Фактически при тепловом пробое, по-видимому, почти всегда происходит не общий, а локальный перегрев транзисторной структуры. Это, в частности, связано с тем, что наличие каких-либо неодиородностей в структуре может привести к возникновению электрических полей н температурных градиентов в направлении, параллельном поверхности перехода, и в результате к концентрации токов и уменьшению размеров областей, где происходит выделение тепла. [16]
 |
Схема литографически-индуцированной самосборки наноструктур. [17] |
Материалы, полученные методом самосборки. Важную роль в изготовлении микрочипов для медицинской диагностики ( см. рис. 5.10) играет управляемая сборка ДНК-структур. Такие ДНК-матрицы могут включать от 102 до 105 сайтов, в каждом из которых содержится от 106 до 109 аминокислот. Контакт матрицы ДНК с раствором исследуемого образца, содержащим неизвестные последовательности ДНК, позволяет путем комплементарности проводить диагностику. Отмечается также, что гибридизация ДНК приводит к возникновению электрических полей, которые в свою очередь полезны для самосборки и образования трехмерных структур ДНК. [18]
Этот результат имеет очень наглядное физическое объяснение. При создании градиента температур возникает диффузионный поток носителей заряда. Следовательно, потоки носителей заряда вдоль и против V71 должны быть равны, но так как носители заряда, идущие вдоль VT ( к горячему концу), имеют меньшую энергию, чем носители заряда, идущие против VT ( к холодному концу), то происходит перенос энергии от горячего конца к холодному без переноса заряда. Теплопроводность при этом оказывается сравнительно небольшой, и она не зависит от положения уровня Ферми, поскольку весь эффект основан на разности энергий потоков носителей заряда, идущих от горячего и холодного концов образца. Если же в полупроводнике имеются носители заряда двух типов разного знака, то диффузионные потоки носителей заряда приводят к возникновению электрических полей, направленных в противоположные стороны. Поэтому суммарное электрическое поле будет небольшим - оно должно, удовлетворять условию j 0, но одинаково направленные потоки носителей заряда разного знака дают токи, противоположно направленные. Поскольку электрическое поле мало, оно не препятствует движению носителей заряда, поэтому поток частиц будет большим. При этом он обусловлен градиентом концентрации, однако выравнивания концентраций не произойдет, поскольку в области горячего конца происходит непрерывное преимущественное рождение пар носителей заряда, а в области холодного конца рекомбинация носителей заряда превалирует над их генерацией. Но при каждой рекомбинации пары носителей заряда выделяется энергия А о, затраченная на их генерацию на горячем конце. [19]
Этот результат имеет очень наглядное физическое объяснение. При создании градиента температур возникает диффузионный поток носителей заряда. Но его возникновение приводит к разделению зарядов и, следовательно, к появлению электрического поля, которое препятствует движению носителей заряда, приводящему к разделению зарядов. Следовательно, потоки носителей заряда вдоль и против у Т должны быть равны, но так как носители заряда, идущие вдоль у Т ( к горячему концу), имеют меньшую энергию, чем носители заряда, идущие против у Т ( к холодному концу), то происходит перенос энергии от горячего конца к холодному без переноса заряда. Теплопроводность при этом оказывается сравнительно небольшой, и она не зависит от положения уровня Ферми, поскольку весь эффект основан на разности энергий потоков носителей заряда, идущих от горячего и холодного концов образца. Если же в полупроводнике имеются носители заряда двух типов разного знака, то диффузионные потоки носителей заряда приводят к возникновению электрических полей, направленных в противоположные стороны. Поэтому суммарное электрическое поле будет небольшим - оно должно удовлетворять условию j 0, но одинаково направленные потоки носителей заряда разного знака дают токи, противоположно направленные. Поскольку электрическое поле мало, оно не препятствует движению носителей заряда, поэтому поток частиц будет большим. При этом он обусловлен градиентом концентрации, однако выравнивания концентраций не произойдет, поскольку в области горячего конца происходит непрерывное преимущественное рождение пары носителей заряда, а в области холодного конца рекомбинация носителей заряда превалирует над их генерацией. Но при каждой рекомбинации пары носителей заряда выделяется энергия ДЕ0, затраченная на их генерацию на горячем конце. Другими словами, каждая пара носителей заряда переносит дополнительную энергию A. [20]
Страницы: 1 2