Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Тогда, приняв площадь поперечного сечения этой сферы
2
т
aS π= , вероятность столкновения электрона на единице пути с
источником рассеяния будет равна
2
т
ид
1
aN
l
π=
, (8.19)
где N – количество атомов в решетки.
Рис. 26 Схема источника рассеяния при
высоких температурах
Таким образом, для чистых металлов зависимость удельного сопротивления от температуры будет определяться
различными факторами:
<<
>>
=ρ
QT
Q
T
QT
Q
T
T
,
,
)(
*
*
Ряд
Ряд
(II)
ид
. (8.20)
В области высоких температур (выше температуры Дебая Q) удельное сопротивление ρ ~ T, в области низких
температур (значительно ниже Q) удельное сопротивление ρ ~ T
5
.
3 Электрон-электронное взаимодействие. При взаимодействии движущегося электрона с кристаллической решеткой
происходит упругое соударение, в результате чего осуществляется передача импульса величиной
a
h
p
π
=
2
от электрона к решетке.
При движении электронного газа в кристаллической решетке импульс не всегда сохраняется. Решетка принимает
только квантованные порции импульса. Причем проекция импульса на ось кристалла должна быть целой величиной, кратной
a
h
p
π
=
2
. Это явление получило название явление переброса.
Вероятность столкновения между электронами на единицу пути определяется выражением
2
2
2
ид
v
11
ε
=
FF
e
KT
m
e
a
l
. (8.21)
Очевидно, что при Т → 0,l →∞
– длина свободного пробега бесконечна и столкновения между электронами обнаружить
нельзя.
4 Рассеяние в тонких пленках. В тонких пленках основной причиной рассеяния является поверхность кристалла.
Во многих случаях температурная зависимость сопротивления сплавов является значительно более сложной, чем та,
которая вытекает из простой аддитивной закономерности (8.7). В экспериментах при очень низких температурах на кривой
зависимости удельного сопротивления от температуры обнаруживается минимум.
Высокое удельное сопротивление и низкая зависимость его от температуры у различных сплавов открыли для них
широкие возможности практического применения для изготовления разнообразных проволочных и пленочных резисторов и
переменных сопротивлений, используемых в различных областях техники.
8.4 Электропроводность сплавов
В металлических сплавах концентрация носителей не зависит от температуры. Поэтому температурная зависимость
электропроводности сплавов целиком определяется зависимостью подвижности носителей от температуры. Рассмотрим этот
вопрос более подробно.
Предположим, что в идеальной решетке металла, например меди, имеющей строго периодический потенциал (рис. 27,
a), часть узлов беспорядочно замещена атомами другого элемента, например золота. Так как поле вблизи примесных атомов
иное, чем вблизи основных атомов, то потенциал решетки не сохранится строго периодически (рис. 27, б). Он
нарушается беспорядочно распределенными примесными атомами. Такое нарушение приводит, естественно, к рассеянию
носителей и дополнительному электрическому сопротивлению.
Как показал Л. Нодгейм, в простейшем случае бинарных сплавов типа твердых растворов удельное сопротивление
определяется следующим приближенным соотношением
)]([ pp
−
ρ
=
ρ
1
0сил
,

Страницы