Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 69 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Алферова, они являются сегодня предметом исследований подавляющего
большинства групп ученых, работающих в области физики
полупроводников. Характерной особенностью гетеропереходов является
изменение ширины запрещенной зоны в области контакта двух различных
полупроводников. Наряду с этим происходит изменение эффективной
массы и подвижности носителей, а также диэлектрической постоянной
вещества. В случае резких гетеропереходов свойства материалов
меняются
почти скачкообразно – на протяжении 4 – 5 постоянных
решетки, т.е. ~ 2 нм.
Для практического изготовления гетероперехода необходимо, чтобы
параметры кристаллических решеток контактирующих материалов не
слишком сильно отличались друг от друга. Близость постоянных решетки
является первым и важнейшим критерием «совместимости» материалов
при создании гетеропереходов. Отличие постоянных решетки обычно
составляет не более 0,1 %.
Существует два различных
типа гетеропереходов.
Изотипные переходы
образуются при контакте веществ с одинаковым типом проводимости
(или n, или р). Такие переходы обозначаются n – N или p – P (большая
буква отвечает материалу с более широкой запрещенной зоной).
Анизотипные переходы образуются при контакте веществ с разным типом
проводимости и обозначаются p–N или P–n в зависимости от
относительных ширин запрещенных зон контактирующих
полупроводников.
Гетеропереходные полупроводниковые пары создаются как на основе
одноатомных кристаллов из атомов IV группы таблицы Менделеева
(Ge,Si), так и полупроводниковых соединений A
III
B
V
атомов III и IV
групп, легированных донорными или акцепторными примесями. На
рисунке 38 представлена диаграмма энергетических зон гетероперехода p-
N в предположении, что объемные свойства полупроводников
сохраняются вплоть до границы раздела, где имеет место резкий переход
от одного материала к другому. Например, это может быть p-Ge – N-
GaAs. Ширины запрещенных зон в Ge и GaAs равны примерно 0,7 эВ
и1,45
эВ.
Близкими к идеальному с точки зрения практического применения
являются гетеропереходы, образованные композицией
полупроводниковых материалов: Al
x
Ga
1-x
As – GaAs при x < 0,8. Наиболее
часто используется переход Al
0,3
Ga
0,7
As (E
g
= 1,8 эВ) – GaAs (E
g
= 1,4эВ).
Работа выхода, ϕ, определяется, как и для металла, разностью энергии
электрона в вакууме у поверхности материала и энергией Ферми.
Поскольку она меняется при легировании, удобнее пользоваться

Страницы