Рассеивание импульс-энергии

В прошлом описании принципиальный факт был проигнорирован для простоты: рассеивание энергии. Предпосылкой того, что энергии состояний расширены в зону, является зависимость энергии от значения волнового вектора, либо k-вектора электрона. K-вектор в квантовой механики является импульсом частички.

Дисперсионное соотношение определяет эффективную массу, m*, электронов либо дырок в полупроводнике, в согласовании Рассеивание импульс-энергии с формулой:

Действенная масса принципиальна, потому что она оказывает влияние на многие электронные характеристики полупроводника, такие как электрическая либо дырочная подвижность, которая в свою очередь оказывает влияние на диффузию носителей заряда и электропроводность полупроводника.

Обычно действенная масса электронов и дырок различна. Это оказывает влияние на относительное действие р-канала Рассеивание импульс-энергии и n-канала IGFET.

Верхушка валентной зоны и основание зоны проводимости могут не происходить при схожих значениях k. Материалы, владеющие данным свойством, такие как кремний и германий, известны как материалы с непрямой нелегальной зоной. Материалы, в каких экстремумы зон выровнены в k, к примеру арсенид галлия, именуются полупроводниками Рассеивание импульс-энергии с прямой нелегальной зоной. Полупроводники с прямой нелегальной зоной в особенности важны в оптоэлектронике, так как они еще более эффективны в качестве светоизлучателей по сопоставлению с материалами с непрямой нелегальной зоной.

Получение и рекомбинация носителей заряда

Когда ионизирующее излучение повлияет на полупроводник, оно может вынудить электрон выйти со собственного Рассеивание импульс-энергии энергетического уровня и, как следует, бросить дырку. Этот процесс известен в как получение электронно - дырочных пар. Электронно-дырочные пары повсевременно генерируются из термический энергии, в отсутствии хоть какого наружного источника энергии.

Электронно-дырочные пары также способны рекомбинировать. Сохранение энергии просит, чтоб эти рекомбинационные явления, в каких электрон теряет количество энергии большее по Рассеивание импульс-энергии сопоставлению с нелегальной зоной, сопровождались эмиссией термический энергии (в форме фононов) либо излучением (в форме фотонов).

В установившемся режиме получение и рекомбинация электронно-дырочных пар находятся в равновесии. Число электронно-дырочных пар в установившемся состоянии при данной температуре определяется квантово-статистической механикой. Четкие квантово-механические механизмы получения и Рассеивание импульс-энергии рекомбинации регулируются сохранением энергии и сохранением импульса.

Возможность того, что электроны и отверстия встречаются вкупе, пропорциональна произведению их объема, произвеление в установившемся режиме практически повсевременно при данной температуре, что обеспечивает отсутствие существенного электронного либо снаружи управляемого получения пары. Произведение является функцией температуры, потому что возможность получения достаточной Рассеивание импульс-энергии термический энергии для производства пары увеличивается с повышением температуры, которая примерно равна 1/exp, где k – неизменная Больцманна, Т - абсолютная температура.

Возможность соприкосновения возрастает за счет перехватчиков носителей - примесей либо дислокаций, которые могут захватывать электроны либо дырки и задерживать их до того времени, пока пара будет завершена. Такие перехватчики носителей время от Рассеивание импульс-энергии времени специально добавляются, чтоб уменьшить время, нужное для заслуги установившегося режима.

Легирование

Свойство полупроводников, которое делает их более полезным для сотворения электрических устройств, будет то, что их проводимость может быть просто изменена введением примесей в их кристаллическую решетку. Процесс прибавления примесей в полупроводник известен как легирование. Количество примеси либо легирующего Рассеивание импульс-энергии элемента, добавленного к собственному (чистому) полупроводнику меняет уровень его проводимости. Легированные полупроводники нередко именуются примесными.

Легирующие элементы

Материалы, которые выбираются в качестве легирующего элемента, зависят от атомных параметров и легирующего элемента, и материала, который должен быть легирован. В общем, легирующие элементы, которые создают желаемые управляемые конфигурации классифицируются как акцепторы элекронов либо Рассеивание импульс-энергии доноры. Атом - донор, который активируется, дает слабо-связанные валентные электроны материалу, создавая лишниие отрицательные носители заряда. Эти слабо-связанные электроны могут двигаться в кристаллической решетке сравнимо свободно и могут облегчать электропроводимость в присутствии электронного поля. И напротив, активизированный акцептор оставляет дырку. Полупроводники, легированные донорными примесями, именуются полупроводниками Рассеивание импульс-энергии n-типа, а легированные акцепторными примесями известны как полупроводники р-типа. Обозначения n и p-типы указывают на то какой носитель заряда выступает в качестве основного носителя в материале. Обратный носитель именуется неосновным носителем, который существует в итоге теплового возбуждения в еще более низкой концентрации по сопоставлению с главным носителем.

К Рассеивание импульс-энергии примеру, незапятнанный полупроводник кремний имеет четыре валентных электрона. Для кремния более подходящими легирующими элементами являются 13 группа (популярная как группа III) и 15 группа по ИЮПАК (популярная как группа V). Все элементы 13 группы содержат три валентных электрона, что принуждает их вести себя как акцепторы при легировании кремния. Элементы группы 15 имеют 5 валентных Рассеивание импульс-энергии электронов, которые позволяют им действовать как доноры. Как следует, кристалл кремния, легированный бором, делает дырочный полупроводник, а легированный фосфором полупроводник с электрической проводимостью.


raspredelenie-zhizni-v-okeane.html
raspredeleniesubsidij-byudzhetam-municipalnih-obrazovanij-moskovskoj-oblasti-na-vnedrenie-sovremennih-obrazovatelnih-tehnologij-na-2013god.html
raspredeleniya-raspredeleniya.html