引言一、表面態(tài)電導(dǎo)二、表面空間電荷層電導(dǎo)三、非平衡態(tài)(編輯修改稿)
2025-08-15 01:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 60。受到較大破壞時所采用的模型 →→非晶 Si表面電導(dǎo)率 =108—10 13A/V(室溫 )=1011—10 16A/V(100K)結(jié)論 ：表面周期性結(jié)構(gòu)的破壞，將導(dǎo)致電子在表面態(tài)能帶中遷移率下降，使載流子數(shù)目 ↑→ 遷移率下降更快 — 表面電導(dǎo)率 ↓！二、非平衡態(tài)下的載流子二、非平衡態(tài)下的載流子非熱平衡態(tài)非熱平衡態(tài) ：半導(dǎo)體在外界條件有變化（如受 光照、外電場 作用、溫度變化 ）時，載流子 濃度要隨之發(fā)生 變化 ，此時系統(tǒng)的狀態(tài)稱為非熱平衡態(tài)非平衡載流子非平衡載流子 ：載流子濃度對于熱平衡狀態(tài)時濃度的 增量光注入光注入 ：光注入下產(chǎn)生非平衡載流子表現(xiàn)為 →→ 價帶中的電 子 吸收 了光子能量從價帶 躍遷到 導(dǎo)帶，同時在價 帶中留下等量的空穴電注入電注入 ：通過半導(dǎo)體界面把載流子注入半導(dǎo)體，使 熱平衡 受到破壞產(chǎn)生產(chǎn)生 :使非平衡載流子濃度 增加 的運動產(chǎn)生率產(chǎn)生率 G:單位時間、單位體積內(nèi) 增加 的 電子空穴 對數(shù)目產(chǎn)生與復(fù)合復(fù)復(fù) 合合 :使非平衡載流子濃度 減少 的運動復(fù)合率復(fù)合率 R:單位時間 ,單位體積內(nèi) 減少 的電子空穴對數(shù)目以 N型 半導(dǎo)體為例，在非平衡狀態(tài)下載流子濃度為：Δnn≈Δpnnn： N型半導(dǎo)體中多數(shù) 載流子電子 （多子）的 濃度pn： N型半導(dǎo)體中少數(shù) 載流子空穴 （少子）的 濃度pn＝＝ pn0+Δpnnn＝＝ nn0+ΔnnΔnn： 非平衡載流子 電子的濃度Δpn： 非平衡載流子 空穴的濃度nn0： 光照前 一定溫度下熱平衡時 電子的濃度pn0： 光照前 一定溫度下熱平衡時 空穴的濃度由于電中性要求超出熱平衡多余的載流子 依靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體光注入： 強(qiáng)光注入強(qiáng)光注入 與 弱光注入弱光注入nnpnnn0pn0＝＝ ni2nn0Δnn＝＝ Δpn條件的注入稱為 強(qiáng)光注入nnpnnn0pn0＝＝ ni2nn0Δnn＝＝ Δpn條件的注入稱為 弱光注入滿足：本征載流子密度滿足： Δnn≈Δpnpn＝ pn0+Δpnnn＝ nn0+Δnnnn=nn0+Δnn≈nn0pn=pn0+Δpn≈Δpn少子少子 ： n型材料中空穴是少數(shù)平衡載流子多子多子 ： n型材料中電子是多數(shù)平衡載流子例如 ： 一 N型硅片室溫下： nn0=1015cm3， pn0=104cm3；弱光注入下： Δn=Δp=1010cm3nn=nn0+Δnn=1015+1010≈1015cm3pn=pn0+Δpn=104+1010≈1010cm3非平衡狀態(tài)下載流子濃度：電子濃度變化不大，空穴濃度增加了幾個數(shù)量級結(jié)論：受影響最大的是 少子濃度 ，可認(rèn)為一切半導(dǎo)體光電器件對光的響應(yīng)都是 少子行為 ！結(jié)論結(jié)論 ：※※ 在 光照過程 中，產(chǎn)生與復(fù)合同時存在，在恒定持續(xù)光照下產(chǎn)生率保持在高水平，同時復(fù)合率也隨非平衡載流子的 ↑↑ 而 ↑↑ ，直至二者相等，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡?！?當(dāng) 光照停止 ，光照產(chǎn)生率為零，系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)
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