材料科學(xué)電導(dǎo)ppt課件(已修改)
2025-01-31 08:19 本頁面
【正文】 電 子電導(dǎo) 主要內(nèi)容： 一、電子遷移率 二、載流子濃度 三、電子電導(dǎo)率 四、影響電子電導(dǎo)的因素 五、晶格缺陷與電子電導(dǎo) 難點(diǎn)內(nèi)容： 一、載流子濃度 二、影響電子電導(dǎo)的因素 三、晶格缺陷與電子電導(dǎo) 課次： 17 課型：理論課 玻璃態(tài)電導(dǎo) 主要內(nèi)容：雙堿效應(yīng)、壓堿效應(yīng) 經(jīng)典力學(xué)理論 質(zhì)量 me的電子，在外電場(chǎng) E的作用下自由電子的加速度： a=eE/me 電子每?jī)纱闻鲎仓g的平均時(shí)間 2?； 單位時(shí)間平均散射次數(shù) 1/2 ? ； 自由電子的平均速度： V= ?eE/me ； 自由電子的遷移率： ?e=V/E= ?e/me ； 量子力學(xué)理論 電子的運(yùn)動(dòng)速度：Ｖ g=2π（ dγ/dk） γ:德布羅意波的頻率； k：波數(shù)。 因 E=hγ,則 Ｖ g=（ 2π/h）（ dE/dk） a=Ｖ g/dt= （ 2π/h） .（ d2E/dk2） . （ dk/dt） 在外電場(chǎng) Eo的作用下，在 dt時(shí)間內(nèi)，能量變化 dE: dE= （ dE/dk） . dk=e Eo dk= e Eo （ Ｖ g dt ） 得： m*= （ h2 / 4π2 ）（ d2 E/dk2） 1 E 3? /a ?/a 0 ? /a 3?/a k E E與 k的關(guān)系 能帶 簡(jiǎn)約布里淵區(qū) 導(dǎo)帶 價(jià)帶 允帶 允帶 禁帶 晶體中電子的能帶 Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 電子的有效質(zhì)量的意義 原因： （ 1）晶體中的電子一方面受到外力的作用，另一方面，受到內(nèi)部原子及其他電子的勢(shì)場(chǎng)作用。 （ 2）電子的加速度應(yīng)是所有場(chǎng)的綜合效果。 （ 3）內(nèi)部電場(chǎng)計(jì)算困難。 意義： ? （ 1）引入有效質(zhì)量可使問題簡(jiǎn)單化，直接把外力和加速度聯(lián)系起來，而內(nèi)部的勢(shì)場(chǎng)作用由有效質(zhì)量概括。 ? （ 2）解決晶體中電子在外力作用下，不涉及內(nèi)部勢(shì)場(chǎng)的作用，使問題簡(jiǎn)化。 ? （ 3）有效質(zhì)量可以直接測(cè)定。 電子和空穴的有效質(zhì)量是由材料的性質(zhì)決定的。 電子的平均速度： V= ?eE/ me* ； 電子的遷移率： μ=eτ/ me* 平均自由運(yùn)動(dòng)時(shí)間是由載流子的散射強(qiáng)度決定的 摻雜濃度和溫度對(duì)遷移率的影響是對(duì)載流子散射強(qiáng)弱的影響。 散射越弱， τ越長(zhǎng)，遷移率越高。 電子松弛時(shí)間 半導(dǎo)體的主要散射（附加勢(shì)場(chǎng)）機(jī)構(gòu)有： 1. 電離雜質(zhì)的散射 2. 晶格振動(dòng)的散射 晶格中的原子在其平衡位置作微振動(dòng)，引起周
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