固體與半導(dǎo)體物理平衡狀態(tài)下的半導(dǎo)體-在線瀏覽
2024-10-13 06:42本頁面
【正文】 Sr， Ba等 堿金屬 Li， Na， K 等， 為什么是金屬導(dǎo)體？ 歸納： 每個原子的價電子是奇數(shù)：金屬導(dǎo)體 每個原子的價電子是偶數(shù)：能帶獨立－絕緣體 能帶交迭－導(dǎo)體 { 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) . ( )Ek一 函 數(shù)第四章 平衡狀態(tài)下的半導(dǎo)體 22220000()( ) ( )( ) ( ) [ ]2yyx x z zx y zkkk k k kE k E km m m? ? ????? ? ? ? 等能面是一系列環(huán)繞 的橢球面。 0k?x y zm m m m? ? ? ?? ? ?2 222( ) ( 0 ) ( )2 x y zE k E k k km ?? ? ? ?極值位于 K空間原點 0k?能量極值位于 022211 ()kiiEmk??? ?利 用0kk?導(dǎo)帶底附近 價帶頂附近 2 222( ) ( )2c x y znE k E k k km ?? ? ? ?222c nkEm???22()2v pkE k Em ???cE導(dǎo)帶底能量 nm?導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量 vE價帶頂能量 pm? 價帶頂空穴有效質(zhì)量 理想半導(dǎo)體的能帶模型 二 .常見半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) 1. Si的能帶結(jié)構(gòu) (1)導(dǎo)帶 多極值的能帶結(jié)構(gòu) Eg= (2)價帶 由三個子帶構(gòu)成 a－重空穴帶 b－輕空穴帶 c－分裂帶 (3) 間接帶隙半導(dǎo)體 導(dǎo)帶底和價帶頂處于不同 k值 2. Ge的能帶結(jié)構(gòu) (1)導(dǎo)帶 多極值能帶結(jié)構(gòu) Eg= (2)價帶 與 Si相同 (3) 間接帶隙半導(dǎo)體 3. GaAs的能帶結(jié)構(gòu) Eg= 價帶基本與 Si、 Ge相同 直接帶隙半導(dǎo)體 導(dǎo)帶底和價帶頂位于同一 k值 4. Eg與溫度 T的關(guān)系 ( ) ( 0)Eg T Eg T???dEgdT? ? 負(fù)溫度系數(shù)，與材料有關(guān) 300K 0K T ()SiEg ()GeEg ()GaAsEg 硅是間接帶隙能帶結(jié)構(gòu)，為滿足動量守恒，電子只有在吸收或輻射一個聲子時，才能在價帶與導(dǎo)帶之間躍遷，這種躍遷幾率是很低的 . 為什么硅基本沒有處理光信號的能力 ? GaAs GaN InN等 Ⅲ Ⅴ 族半導(dǎo)體材料 ,發(fā)光效率比硅強10萬倍 ,但這些材料制備的光電器件不能與廣泛使用的硅電子技術(shù)兼容 . 從微電子器件及其集成技術(shù)上看 ,發(fā)展了一套完整的硅平面 技術(shù) ,并建立起整個微電子技術(shù)體系 ,因此 ,無論從工藝 .技術(shù) 還是經(jīng)濟效益等方面 ,硅材料仍是最基礎(chǔ)的材料 . 90年代前 , 主要集中在體材料和薄膜材料， (1)在硅材料中引入新的活性發(fā)光中心 .(2)利用外延技術(shù)在硅襯底上制備具有發(fā)光性能的復(fù)合材料 .采用能帶理論對發(fā)光機理進行研究。 0nmm? ?B: 雜質(zhì)處于晶體中，考慮晶體介電常數(shù) 的影響。 淺能級雜質(zhì) 雜質(zhì)能級在禁帶中的位置接近導(dǎo)帶底或價帶頂 深能級雜質(zhì) 雜質(zhì)能級在禁帶中的位置遠(yuǎn)離導(dǎo)帶底或價帶頂 Si中摻 Au 形成載流子的有效復(fù)合中心，對半導(dǎo)體的光電性能產(chǎn)生影響。( ) ( )D b D aNN? Tb Ta?() DDa n N? ?? 0( ) 0bp ?1 20 ( ) e x p ( )22DC DBNN EnkT???
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