材料科學電導ppt課件(已修改)
2025-01-31 08:19 本頁面
【正文】 電 子電導 主要內(nèi)容： 一、電子遷移率 二、載流子濃度 三、電子電導率 四、影響電子電導的因素 五、晶格缺陷與電子電導 難點內(nèi)容： 一、載流子濃度 二、影響電子電導的因素 三、晶格缺陷與電子電導 課次： 17 課型：理論課 玻璃態(tài)電導 主要內(nèi)容：雙堿效應、壓堿效應 經(jīng)典力學理論 質(zhì)量 me的電子，在外電場 E的作用下自由電子的加速度： a=eE/me 電子每兩次碰撞之間的平均時間 2?； 單位時間平均散射次數(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 ； 量子力學理論 電子的運動速度：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 Eo的作用下，在 dt時間內(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的關系 能帶 簡約布里淵區(qū) 導帶 價帶 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場作用。 （ 2）電子的加速度應是所有場的綜合效果。 （ 3）內(nèi)部電場計算困難。 意義： ? （ 1）引入有效質(zhì)量可使問題簡單化，直接把外力和加速度聯(lián)系起來，而內(nèi)部的勢場作用由有效質(zhì)量概括。 ? （ 2）解決晶體中電子在外力作用下，不涉及內(nèi)部勢場的作用，使問題簡化。 ? （ 3）有效質(zhì)量可以直接測定。 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* 平均自由運動時間是由載流子的散射強度決定的 摻雜濃度和溫度對遷移率的影響是對載流子散射強弱的影響。 散射越弱， τ越長，遷移率越高。 電子松弛時間 半導體的主要散射（附加勢場）機構(gòu)有： 1. 電離雜質(zhì)的散射 2. 晶格振動的散射 晶格中的原子在其平衡位置作微振動，引起周
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