Основы физики и химии полупроводников - 21 стр.

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ВГУ | Воронеж

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2.3. ɋɨɛɫɬɜɟɧɧɚɹ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
Ȼɟɫɩɪɢɦɟɫɧɵɟ ɤɪɢɫɬɚɥɥɵ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ ɢ ɦɧɨɝɢɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ
ɨɛɧɚɪɭɠɢɜɚɸɬ ɩɪɢ ɩɨɜɵɲɟɧɧɵɯ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚɯ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ,
ɷɤɫɩɨɧɟɧɰɢɚɥɶɧɨ ɜɨɡɪɚɫɬɚɸɳɭɸ ɫ ɪɨɫɬɨɦ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ. ɗɬɨ ɨɛɫɬɨ-
ɹɬɟɥɶɫɬɜɨ ɫɜɹɡɚɧɨ ɫ ɬɟɪɦɢɱɟɫɤɨɣ ɚɤɬɢɜɚɰɢɟɣ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɢɯ ɩɟɪɟɛɪɨɫɨɦ
ɢɡ ɡɨɧɵ ɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɡɨɧɵ ɜ ɡɨɧɭ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ (ɫɦ. ɪɢɫ. 8). ȼɟɪɨɹɬɧɨɫɬɶ
ɩɟɪɟɛɪɨɫɚ, ɧɟ ɪɚɜɧɚɹ ɧɭɥɸ, ɧɨ ɦɚɥɚɹ ɩɪɢ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɧɢɡɤɢɯ
ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚɯ, ɪɟɡɤɨ ɜɨɡɪɚɫɬɚɟɬ, ɤɨɝɞɚ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜɨ:
k Ɍ > ǻȿ, (2.4)
ɝɞɟ ǻE – ɲɢɪɢɧɚ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɨɣ ɡɨɧɵ. ɑɟɦ ɦɟɧɶɲɟ ɲɢɪɢɧɚ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɨɣ
ɡɨɧɵ, ɬɟɦ ɛɨɥɶɲɟɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɩɟɪɟɯɨɞɢɬ ɢɡ ɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɡɨɧɵ ɜ
ɡɨɧɭ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɩɪɢ ɞɚɧɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ.
ɉɟɪɟɯɨɞ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɜɧɭɬɪɢ ɡɨɧɵ ɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɭɪɨɜɧɟɣ ɢɡ ɨɞɧɨɝɨ
ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɜ ɞɪɭɝɨɟ ɧɨɫɢɬ «ɷɫɬɚɮɟɬɧɵɣ» ɯɚɪɚɤɬɟɪ: ɷɥɟɤɬɪɨɧ, ɩɟɪɟɯɨɞɹ ɧɚ
ɫɜɨɛɨɞɧɵɣ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɭɪɨɜɟɧɶ, ɨɫɬɚɟɬɫɹ ɧɚ ɧɟɦ, ɚ ɨɫɜɨɛɨɠɞɟɧɧɵɣ
ɭɪɨɜɟɧɶ ɡɚɩɨɥɧɹɟɬɫɹ ɞɪɭɝɢɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɦ, ɤɨɬɨɪɵɣ ɨɫɜɨɛɨɠɞɚɟɬ ɫɜɨɣ
ɭɪɨɜɟɧɶ ɞɥɹ ɩɨɫɥɟɞɭɸɳɟɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ. ɉɪɢ ɬɚɤɨɦ ɫɩɨɫɨɛɟ ɩɟɪɟɯɨɞɚ
ɨɫɜɨɛɨɠɞɚɸɳɢɟɫɹ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɜɟɞɭɬ ɫɟɛɹ ɩɨɞɨɛɧɨ ɱɚɫɬɢɰɚɦ ɫ
ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦ ɡɚɪɹɞɨɦ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɩɟɪɟɦɟɳɚɸɬɫɹ ɜ
ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ, ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɨɦ ɞɜɢɠɟɧɢɸ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɩɪɢ ɞɟɣɫɬɜɢɢ
ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ. ȼ ɭɩɪɨɳɟɧɧɨɦ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɢɢ ɬɚɤɢɟ ɤɜɚɡɢɱɚɫɬɢɰɵ
ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ ɞɵɪɤɚɦɢ (hole) ɢ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɸɬɫɹ ɤɚɤ ɱɚɫɬɢɰɵ ɫ ɦɚɫɫɚɦɢ,
ɪɚɜɧɵɦɢ ɦɚɫɫɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ. ɉɪɢ ɜɨɡɛɭɠɞɟɧɢɢ ɨɞɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ ɜ
ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɦ (ɛɟɫɩɪɢɦɟɫɧɨɦ) ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ ɜ ɤɪɢɫɬɚɥɥɟ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ
ɩɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɩɚɪɚ ɧɨɫɢɬɟɥɟɣ ɡɚɪɹɞɚ: ɷɥɟɤɬɪɨɧ ɜ ɡɨɧɟ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɢ ɞɵɪɤɚ
ɜ ɜɚɥɟɧɬɧɨɣ ɡɨɧɟ. ɉɟɪɟɧɨɫ ɡɚɪɹɞɚ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɬɫɹ ɤɚɤ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ, ɬɚɤ ɢ
ɞɵɪɤɚɦɢ.
ɉɪɢ ɬɟɯ ɢɥɢ ɢɧɵɯ ɜɨɡɞɟɣɫɬɜɢɹɯ (ɢɨɧɢɡɢɪɭɸɳɢɟ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ,
ɨɫɜɟɳɟɧɢɟ, ɬɟɪɦɢɱɟɫɤɚɹ ɚɤɬɢɜɚɰɢɹ) ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɪɚɡɪɵɜ ɤɚɤɨɣ-ɥɢɛɨ ɢɡ
ɤɨɜɚɥɟɧɬɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ, ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɱɟɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧ ɫɬɚɧɨɜɢɬɫɹ ɫɩɨɫɨɛɧɵɦ
ɫɜɨɛɨɞɧɨ ɩɟɪɟɦɟɳɚɬɶɫɹ ɩɨ ɤɪɢɫɬɚɥɥɭ (ɜ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɦ ɫɦɵɫɥɟ ɷɬɨɬ
ɷɥɟɤɬɪɨɧ ɨɤɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɜ ɡɨɧɟ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ).
ɇɚ ɦɟɫɬɟ ɚɬɨɦɚ ɫ ɨɞɧɢɦ ɧɟɞɨɫɬɚɸɳɢɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɦ ɩɨɹɜɥɹɟɬɫɹ
ɷɮɮɟɤɬɢɜɧɵɣ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɣ ɡɚɪɹɞ – ɧɟɥɨɤɚɥɢɡɨɜɚɧɧɚɹ ɞɵɪɤɚ. ɗɬɨ
ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɡɚɧɹɬɨ ɜɚɥɟɧɬɧɵɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɦ ɢɡ ɫɨɫɟɞɧɟɝɨ ɚɬɨɦɚ,
ɬɟɦ ɫɚɦɵɦ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɟ ɞɵɪɤɢ ɨɬ ɚɬɨɦɚ ɤ ɚɬɨɦɭ.
ɉɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɭɸ ɧɚɥɢɱɢɟɦ ɞɵɪɨɤ, ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɞɵɪɨɱɧɨɣ,
ɜ ɨɬɥɢɱɢɟ ɨɬ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɣ, ɜɵɡɜɚɧɧɨɣ ɞɜɢɠɟɧɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ. ȼ ɢɞɟɚɥɶɧɨɦ
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