半导体物理学

2024-06-07 07:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

一，载流子的漂移运动（半导体导电性）

载流子在电场力的作用下的定向运动可以称为载流子的漂移运动。

载流子的有效质量：是概括半导体内部势场的作用。

当受到外力时，电子一方面作漂移运动，另一方面受散射影响。

电子迁移率 $\mu$ 反应载流子在电场中进行漂移运动的难易程度。电子的电导率 $\sigma =nq\mu _{n}+pq\mu _{p}$

载流子的散射会使载流子的运动速度的大小与方向发生改变。而产生散射的原因是：晶格周期性势场遭受到破坏而存在的附加势场。影响因素：1.杂质 2.缺陷（空位；填隙原子；位错；晶界）3.晶格振动（格点原子的振动）散射几率是与温度有关的。

半导体的迁移率一般决定于各种散射机制中最小的迁移率。

当N较小时（声学波散射为主），迁移率随温度的升高而减小；

当N较大且温度较低时（电离杂质散射为主），迁移率随温度的升高而缓慢变大；

当N较大且温度较高时（声学波散射为主），迁移率随温度的升高而减小。

二，非平衡载流子 (产生与复合)

非平衡态：施加外界作用时，电子与空穴的产生率大于复合率。我们研究非平衡载流子时主要研究的还是小注入下的情况，那么我们就需要对非平衡少子的研究就很重要。

非平衡态时,是不存统一的费米能级的。同时是可以得到 $np=n_{i}^{2}exp\left ( -\frac{Efp-Efn}{kT} \right )$

在n型半导体小注入时：多子准费米能级会偏离费米能级很小，而少子的准费米能级是偏离费米能级很大。

一些结论：1.禁带宽度越小，直接复合几率就越大；2.间接复合中，非平衡载流子的净复合率位于禁带中央附近的深能级是最有效的复合中心；3.表面复合

三，输运机制

存在浓度梯度时，载流子会从高浓度区域向低浓度区域扩散称为扩散运动。

载流子的扩散系数： $S_{_{P}}\left ( x \right )= -D_{p}\frac{\mathrm{d} \bigtriangleup p(x)}{\mathrm{d} x}$

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