рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Электротехника
/
Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми

Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми - раздел Электротехника, Экранирование электрического поля в полупроводниках. Дебаевская длина экранирования. Эффект поля Если Есть Сост., То Оно М.б. Либо Заполнено, Либо Не Заполнено. Сущ. Некий Ур...

Если есть сост., то оно м.б. либо заполнено, либо не заполнено. Сущ. некий уровень E₀–уровень электронейтральности, такой что если уровень Ферми совпадет с ур. E₀_,то заряд поверхностных состояний равен , соответственно, если , то .

Как правило, ур. Ферми не совпадает с ур. E₀ и на поверхности имеется какой-то заряд, связ. с поверхн. состояниями. Этот заряд служит причиной изгиба зон, кот. сущ. в отсутствие внешнего поля.

Рассмотрим влияние внешнего поля. Пусть для простоты ур. Ферми совпадает с E₀и поверхностный заряд равен 0. Приложим к поверхности п/п положительный потенциал, чтобы вызвать изгиб зон вниз. Зона поверхностных сост. вместе с E₀смещается. Вместе с краями зон смещается и E₀; положение ур. Ферми фиксировано => чтобы скомпенсировать 1В достаточно сместить края зон вместе с E₀ на 10^-3эВ, ионы почти не двигают ур. Ферми. Фиксация зон и уровня Ферми наз. пиннингом зон и уровня Ферми на поверхности.

8. Контактные явления, контактная разность потенциалов, неоднородные полупроводники.

Функционирование п/п приборов во многом определяется явлением в контактах различного типа: p–n, Me–п/п, диэл-п/п.

Основными параметрами, определяющими свойства контактов – это контактная разность потенциалов. Известно, что в равновесии ур. Ферми в системе есть константа (F=const). Если мы рассмотрим 2 изолированных материала, то единый для них параметр – это уровень энергии электронов в атоме. А ур. Ферми в этих материалах м.б. свой.

Рассмотрим 2 п/п p- и n- типа:

Термодинамику проц. определяет положение ур. Ферми (E_F – ср. энергия, на кот. изменяется при добавлении 1-го электрона)

– термодинамическая работа выхода

– сродство электронов.

– гетеропереход (либо, но )

При образовании контакта электроны из материала, у которого работа выхода меньше, будут переходить в материал, у которого работа выхода больше. Во 2-м материале будет образовываться «+» объемный заряд, в первом – «–». В 1-м материале уровень Ферми будет повышаться, а во 2-м – понижаться.

Чтобы определить распределение потенциала и поля необходимо решить уравнение Пуассона:

, - ширина p-n перехода

– концентрацию заменяем на приведенную концентрацию

(т.к. w близка к L_Д)

Приложим к p-n переходу напряжение.

Положительным считается напряжение, когда к p области приложен «+», а к n обл. – «-». Это прямое включение.

;

Если наоборот – то обратное включение.

p-n переход можно рассматривать, как плоский. Соответствующая емкость называется барьерной емкостью.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Экранирование электрического поля в полупроводниках. Дебаевская длина экранирования. Эффект поля

Система с зарядами экранирует внешнее поле если носители заряда связаны с атомами то уравнение Пуассона описывает экранирование электрического... уравнение Пуассона описывает экранирование эл поля в среде...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Поверхность и поверхностные состояния, уровень электронейтральности.
С точки зрения зонной теории пов-ть предст. собой нарушение периодич. крист. т.е дефект. С дефектами м.б. связаны локал

Р-n переходе.
Ток – состояние неравновесное, можно ввести квазиуровни Ферми.

ВАХ реального диода.
1 и 3 области – причина токов генерации и рекомбинации в объеме перехода.

Проблема пиннинга уровня Ферми поверхностными состояниями.
Биполярный транзистор представляет собой два p-n перехода, включеных навстречу друг другу. База тонкая

Контакты металл – полупроводник.
Контакт Шоттки: вольт – амперная характеристика.

ВАХ контакта Шоттки.
Положительное смещение соответствует минусу на Ме и плюсу на п/п n типа (зоны смещаются вверх). При положительном барьер уменьшается, при отрицательном сужается (возрастает).

Распределение квазиуровней Ферми.
В диодной теории: В диффузионной теории: Скачком меняется квазиуровень Фер

Вычисление теплоемкости дял промежуточных температур.
Существуют две модели: 1)Эйнщтейна (рассматривает оптические моды колебаний , все колебания практически одинаковы)

Экспериментальные методы исследования фононного спектра.
Чтобы определить закон дисперсии фононов необходимо подобрать такое воздействие, эн. кот. будет соответствовать энергии фононов. Макс. энергия фононов опр-ся

Критерий Линдемана
Критерий устойчивости кристаллической решетки. – для подавляющего большинства твердых тел

Зависимость ширины запрещенной зоны полупроводников IV группы и соединений АIIIBV от давления.
Известно, что в Si , в Ge, GaAs

Природа и свойства связанных состояний.
Образование квантовых состояний представляет собой чисто квантово0-механическое явление, т.к. в классической физике система разноименно заряженных частиц, взаимодействующих по закону Кулона, неусто

Сильнолегированные и аморфные полупроводники, структура энергетического спектра.
Ранее рассматривались примеси без учета их взаимодействия друг с другом (ситуация одиночной примеси). При увеличении ко

Механизмы локализации носителей заряда в неупорядоченных полупроводниках.
1. Механизм Андерсена: Центры ям расположены периодически, а глубины хаотично меняются.

Свойства глубоких уровней.
1. Амфотерность – любая примесь может быть и донором и акцептором. 2. Многозарядность – один и тот же примесный атом может создавать несколько различных уровней с различающимся зарядом.

Методы описания
Метод эффективной массы вследствие r0~a(переменной решетки), не применим(волновая функция плавно меняется на периоде решетки!). Для наглядного описания модно пользоваться методом сильной

Оптические свойства диэлектриков.
, где

Парамагнетизм Паули. Закон Кюри для магнитной восприимчивости твердых тел с локализованными моментами.
В Ме принцип Паули жёстко фиксирует состояние частиц. Изменить его можно только электроном в узком слое вблизи поверхности Ферми

Приближение среднего поля.
Вейсс предположил, что наряду с внешним полем действует и внутреннее молекулярное поле Вейсса: , где Н – внешнее поле,

Молекулярное поле Вейсса. Микроскопическая природа ферромагнетизма и опыт Дорфмана.
Внутреннее молекулярное поле Вейсса. Впервые идею о внутреннем молекулярном поле в ферромагнетике, вызывающем самопроиз

Опыт Дорфмана.
Через тонкую никелевую фольгу толщиной - 20 мкм, помещенную между полюсами электромагнита нормально к ее поверхности, пропускался пучок электронов. При постановке опыта никелевая фольга была нама

Микроскопическая природа ферромагнетизма
Атомы или ионы приобретают магнитный момент, как правило, если они имеют нескомпенсированные спины электронов. Например в атомах железа на внутренней 3d-оболочке имеется четыре нес

Обменное взаимодействие.
Причина магнитного упорядовачиния связана с кулоновским взаимодействием электронов.Которое зависит от спина.Когда мы рассматриваем основные приближения зонной теории то при описании

Магнитоэлектроника. Магнитные домены и доменные границы. Магниторезистивный эффект. Магнитные элементы памяти.
Возникновение доменов связывают со стремлением системы уменьшить энергию магнитных полей, возникающую, если на поверхности образца имеется отличная от нуля компонента вектора намагн

Квантование магнитного потока в сверхпроводниках.
Квантование потока. В сверхпроводнике имеет место эффект Мейсснера:

Теория Гинзбурга-Ландау
Будем описывать теорией фазовых переходов II рода. Вопрос состоит в том, чтобы выбрать в качестве параметра порядка. Гинзбург и Ландау в качестве параметра порядка предложили взять

Стационарный и нестационарный эффекты Джозефсона.
Существует два эффекта – стационарный и нестационарный. Стационарный. 1 – сверхпроводник 2 – сверхпроводник 3 – диэлектрик это туннельный контакт