版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
电子和空穴的统计分布电子和空穴的统计分布
完整的半导体中电子的能级构成能带,有杂质和缺陷的半导体在禁带中存在局域化的能级—杂质能级和缺陷能级。实践证明:半导体的导电性强烈地随着温度及其内部杂质含量变化,主要是由于半导体中载流子数目随着温度和杂质含量在变化。本章讨论:
1、热平衡情况下载流子在各种能级上的分布;
2、计算导带电子和价带空穴的数目,分析它们与半导体中杂质含量和温度的关系。两个重要概念:(VIP)
费米能级(Fermilevel)
电中性条件§4.1状态密度由k空间的状态密度求出导带和价带的状态密度:k空间单位体积中的状态数1.布里渊区体积=倒原胞体积=:原胞体积.每个布里渊区中含N个状态(不考虑自旋).(N:晶体中的原胞数)则:单位体积中的状态数为N/==
(V=晶体体积)
考虑自旋后,倒空间中单位体积的状态数为:2.以能量为尺度的状态密度讨论具体问题时,经常使用的是以能量为尺度的状态密度N(E)
N(E)
定义:单位体积的晶体中,单位能量间隔的状态数根据能量E和波矢k之间的函数关系,由k空间的状态密度求出导带和价带中的状态密度
一、导带
由于导带电子一般都集中于导带底附近的状态中,则只需要计算导带底附近的状态密度。设导带底不在布里渊区中心,有M个彼此对称的能谷,k0处的能谷附近电子能量为: 上式表明,K空间的等能面是一个椭球面.
考虑能量为Ec至E范围内的电子态,其波矢量k一定包含在这个椭球内 波矢的数目
=
=
每个能谷中电子态数目相同,则所有能谷中的状态数
=
所以单位体积的晶体中,能量为E至E+dE范围内的电子态数目:其中NC(E)为导带的状态密度.
令 则NC(E)可表示为
mdn为导带电子状态密度有效质量.
对于导带底在布里渊区中心的简单能带结构,M=1,等能面为球面,电子的有效质量为一标量mn*,此时mdn=mn*.状态密度公式仍然适用。(4.6)状态密度与有效质量有关,有效质量大的能带,状态密度也大。
.E1NC(E)NV(E)2图4.1状态密度与能量的关系
导带的状态密度随着电子能量的增加按着抛物线关系增大,导带底附近,电子能量越高,状态密度越大;如图4.1所示:二、价带
Ge、Si、GaAs等一些主要的半导体材料,价带顶都是在布里渊区的中心,都是简并的。它们的等能面可近似地用两个球面来代替:
上式中,mh和ml分别是重空穴和轻空穴的有效质量,EV
为价带顶的能量.
利用与上面类似的推导方法,得出价带的状态密度其中为价带空穴的状态密度有效质量.NV(E)与E
的关系如图4.1所示.E1NC(E)NV(E)2图4.1状态密度与能量的关系
价带的状态密度随着电子能量的增加同样按着抛物线关系增大,价带顶附近,空穴能量越高,状态密度越大;由图4.8可知,可以取η=-2(或η=0(费米能级与带边重合时)作为发生简并化的标准.
⒈在一定温度下,已知载流子浓度.取η=-2,此时:
n≈
0.1Nc
简并化的标准
n<0.1Nc
非简并化
n
>0.1Nc或n~Nc
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 学校常规维修管理制度
- 基于STM32移动机器人目标动态追踪的研究
- 商品化色浆相关行业投资规划报告
- 直升机零部件行业相关投资计划提议范本
- 2023-2024学年人教版数学七年级下册 相交线与平行线 章节练习题
- 毕淑敏散文读后感600字
- 子女赡养老人协议书范本4份
- 6.5物质的物理属性(专题训练)(原卷版)
- 向量在物理中的应用举例 学案 高一下学期数学人教A版(2019)必修第二册
- 2024届高考写作指导材料作文二元对立思辨类(含解析)
- 译林版牛津高中英语必修第三册02 教学设计-Extended reading
- 2022年7月高考英语上海卷试题真题答案详解(含作文范文+听力原文)
- 临时用电质量标准
- (2.1.1)-02-1.1先秦服饰制度
- GB/T 9937.3-2008口腔词汇第3部分:口腔器械
- GB/T 5023.5-2008额定电压450/750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆第5部分:软电缆(软线)
- 2022年电力系统工程师职称考试题库及答案
- 台钻主轴部件和主轴零件及主轴套筒零件
- 国学导论·巴蜀文化课件
- 7、电影的始祖-皮影 教学设计
- 高三二模质量分析课件
评论
0/150
提交评论