Запрещенная зона, зависимость концентрации

Рнс. 10.9. Теоретическая зависимость максимального коэффициента усиления от /эф при различных температурах. (Расчеты учитывают хвосты ЗОИ н уменьшение ширины запрещенной зоны при концентрации акцепторов 4-10 м . Стрелками указаны значения параметра (Лэф) при 77 и 297 К, см. (10.2.37).) [c.281]

Запрещенная зона, зависимость от концентрации 184, 191 ---- состава в четверных твердых растворах соединений A Bv [c.295]

Из (3.15) видно, что собственная концентрация зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника и температуры. Влияние температуры на величину п, тем сильнее, чем больше Wg. Экспериментальная зависимость и, (1/7) для кремния показана на рис. 3.8. [c.55]

Основные физические свойства кремния представлены в табл. 8.1. Проводимость кремния, как и германия, очень сильно изменяется от присутствия примесей. На рис. 8.14 приведены зависимости удельного сопротивления кремния и германия от концентрации примесей. Благодаря более широкой запрещенной зоне собственное удельное сопротивление кремния на три с лишним порядка превосходит собственное сопротивление германия. [c.287]

Из формулы (6.12) видно, что равновесная концентрация носителей заряда в собственном полупроводнике определяется шириной запрещенной зоны и температурой. Причем зависимость tii и Pi от этих параметров является очень резкой. Так, уменьшение Eg с 1,12 эВ (Si) до 0,08 эВ (серое олово) приводит к увеличению til и pi при комнатной температуре на 9 порядков увели- [c.163]

Особую ценность имеют измерения зависимости постоянной Холла от температуры. Они позволяют установить температурную зависимость концентрации носителей заряда, а в совокупности с измерениями удельной электропроводности — температурную зависимость подвижности. По температурной зависимости. концентрации или постоянной Холла в области слабой ионизации примеси можно определить энергию ионизации примеси р, а в области собственной проводимости — ширину запрещенной зоны Eg. На рис. 9.5 показана зависимость от температуры концентрации но-268 [c.268]

Концентрация свободных электронов в зависимости от ширины запрещенной зоны Аш [c.37]

Ширину запрещенной зоны можно также определить по температурной зависимости собственной проводимости, которая в основном отражает сильную температурную зависимость концентрации носителей. Эта зависимость (как мы увидим ниже) фактически имеет вид , и если представить —1п (о) [c.190]

Утверждая, что (29.22) описывает основную часть зависимости дырочного тока рекомбинации от V, мы предполагаем, что концентрация дырок вблизи границы р-области обедненного слоя только немного отличается от Как будет показано, и это предположение выполняется, если величина еУ мала по сравнению с шириной запрещенной зоны Eg. [c.219]

Зависимость собственной концентрации от температуры основана на изменении эффективной массы носителей и ширины запрещенной зоны. Более точные формулы для этих эффектов, которые следует учитывать в области низких температур, можно найти в [15.62]. Формула, описывающая сужение запрещенной зоны в (15.2.2-3), была впервые предложена в [15.46]. При концентрации примесей около 1,3 10 см" собственная концентрация увеличивается на 20 %. [c.394]

Температурная зависимость проводимости. Отличительной особенностью полупроводников является рост их проводимости с температурой. Повышение, температуры полупроводника с атомной решеткой сравнительно слабо сказывается на подвижности и, но оказывает сильное влияние на концентрацию носителей. Значе1н1я энергии ионизации доноров и акцепторов значительно ниже энергии запрещенной зоны Fo, поэтому при невысоких температурах проводимость [c.174]

Существенным недостатком полупроводниковых лазеров является сильная зависимость их параметров от температуры. С повышением температуры, происходящим из-за разогрева диода значительным прямым током, изменяется ширина запрещенной зоны, что приводит к изменению спектрального состава излучения и смещению его максимума в сторону длинных волн.Но главное состоит в том, что с увеличением температуры резко растет пороговый ток /пор. так кяк при неизменном токе инжекции и, следовательно, при неизменной концентрации инжектированных носителей вблизи р — ft-перехода их распределение rio энергиям становится более размытым—увеличивается интервал энергий, по порядку равный йТ, в пределах которого распределяются свободные носители заряда в энергетических зонах. Так как коэффициент усиления света зависит от степени заполнения электронами и дырками состояний соответственно в зоне проводимости и в валентной зоне, то при том же уровне нн-жекции коэффициенты усиления падают с ростом температуры. Это означает, что для достижения порогового значения коэффициента усиления при повышенных температурах требуется больший пороговый ток /пор- Поэтому проблема отвода тепла or р — ft—перехода для полупроводниковых лазеров имеет первостепенное значение. [c.343]

Если имеется несколько типов дефектов, энергетические уровни которых находятся в запрещенной зоне на разной г,чубине, на зависимости j L ) обнаруживаются несколько вертикальных участков, каждый из которых позволяет определить как концентрацию, так и глубину залегания соответствующих уровней. Если же энергетические уровни распределены в некотором интервале в запрещенной зоне, то участок 3 на рис. 2.3,а будет иметь вид не вертикальной, а пологой линии, по углу наклона которой можно найти функцию распределения уровней прилипания по энергиям. Данные об энергетических характеристиках дефектов важны при разработке новых диэлектрических и полупроводниковых материалов, предназначенных для использования в приборах электронной техники. Описанная выше методика по сравнительно несложны.м электрическим измерениям позволяет судить о микроскопической структуре кристаллов [9]. [c.49]

Рассчитать в ft / -приближении вариации оптической эффективной массы свободных электронов в InSb в зависимости от концентрации электронов N. Считать, что величина спин-орби-тального расщепления валентной зоны (Г з) А равна бесконечности это предположение допустимо, так как намного больше ширины запрещенной зоны Sg). Рассмотреть образец InSb -типа с N = = 10 ся . Определить длины волн Хр, соответствующие плазменному краю (R = 1 для %> кр kR < для X<Яр) и соответствующие минимуму отражательной способности. Считать концентрацию электронов неизменной. Эффективная масса электронов у дна зоны /п = 0,015. Диэлектрическая проницаемость решетки 8i = 16. Ширина запрещенной зоны = 0,24 эв. Сравнить полученные результаты с результатами задачи 15.13. [c.88]

В 1937 г. Джонс разработал детальную теорию фазовой границы а — р в системе Си — Zn, в которой за твердым раствором а с кубической гранецентрированной решеткой следует промежуточная фаза Р с кубической объемноцентрированной решеткой. Приняв одинаковые значения атомного объема как для а-, так и для р-фазы и приравняв их к величине атомного объема чистой меди, а также использовав одну и ту же величину энергетического разрыва (запрещенной зоны энергий), полученную для меди путем исследования оптических свойств АЕ = 4,1 эв), Джонс рассчитал кривые зависимости плотности состояний для обеих фаз от энергии, выраженной в электронвольтах. Результаты расчетов представлены схематически ) на фиг. 6, а. Первый максимум на кривой йлотно-сти состояний для а-фазы появляется при величине энергии около 6,6 эв. Сопоставление этих данных с энергией свободных электронов в центре граней 111 зоны Бриллюэна, равной 6,5 эв, приводит к выводу, что соприкосновение между поверхностью Ферми и этими гранями происходит в а-фазе при сравнительно небольшой концентрации легирующего элемента ). Если полученные результаты выразить через электронную концентрацию е а, то два мак -симума на кривых, представленных на фиг. 6, а, будут соответ ствовать е/а 1 для а-фазы и е/а 1,23 для р-фазы и, следовательно, никак не могут быть сопоставлены с величиной предельной растворимости в твердом состоянии (е/а 1,4) или с опти- [c.159]

Во всех устройствах и приборах, где ЭНП выполняет функции электрической изоляции, она работает в достаточно сильных полях, напряженность которых приближается к Enf тех же диэлектриков в толстых слоях. В этих условиях через ЭНП протекают токи, значительно большие, чем те, которые можно ожидать, учитывая лишь объемную проводимость массивных образцов. В большинстве случаев концентрация в тонких пленках носителей заряда будет определяться инжекцией их из электродов или возбуждением с различных примесных уровней. Механизмы электропроводности будут различны в зависимости от характера контакта электрод — пленка и от степени чистоты материала ЭНП. Можно яэ-эвать наиболее часто наблюдаемые механизмы эффекты Шотки и Пуля — Френкеля, токи, ограниченные объемным зарядом (ТООЗ) перескоки электронов по локальным уровням в запрещенной зоне аморфных пленок ( прыжковая проводимость). Законы изменения токов, определяемых этими механизмами, будут весьма различны. [c.259]

Поглощение обусловлено свободными носителями, концентрация которых увеличивается с температурой в соответствии с аррениусовой зависимостью, энергия активации равна полуширине запрещенной зоны. Рассеяние носителей при поглощении кванта происходит на акустических колебаниях решетки, отсюда а [3.47]. По сравнению с (3.4) модель Друде дает заниженные значения коэффициента поглощения. Причины неприменимости классической модели а подробно обсуждены [3.48]. [c.84]

До сих пор мы рассматривали данные, относящиеся лишь к одной температуре 800 К. Если предположить, что п то же самое, что По в (7.7), то уравнения (7.3), (7.4) и (7.5) описывают влияние температуры Г на 5 и а. Теоретические и экспериментальные кривые сравниваются на рис. 7.5 и 7.6. Видно, что имеются небольшие расхождения, которые возрастают с температурой и при х- 2/3. Этого и следовало ожидать из качественных соображений в результате возбуждения электрон-дыроч-ны-х пар через запрещенную зону. Если вкладом дырок в явления переноса можно пренебречь (вследствие захвата дырок в локализованных состояниях между краем валентной зоны о и порогом подвижности Evi в ней), то а и S по-прежнему будут связаны соотношениями (7.4) и (7.5), но вместо зависимости для о нужно строить зависимость для 800а/Г. Оказывается, что это действительно так, за исключением области Т 1000 К. Поэтому оказалось возможным определить концентрацию дырок р = = п — о как функцию Т с помощью уравнений (7.3) и (7.4), и эта зависимость была проанализирована в рамках простой двухзонной модели с псевдощелью. Предполагая несколько произвольно, что край валентной зоны имеет параболическую форму, так что плотность состояний в валентной зоне — [c.128]

Дисперсия нелинейной восприимчивости становится более резко выраженной, когда одна из частот попадает в область поглощения вещества. Если начинает поглощаться излучение с частотой второй гармоники, то происходит заметное увеличение нелинейной восприимчивости. Такой эффект наблюдали Зорев и Мус [21], которые работали с твердыми растворами ZnS— dS и dS— dSe. Ширина запрещенной зоны Eg в этих кристаллах в зависимости от концентрации систематически изменяется от 1,71 эв в dSe до 2,36 эв в dS и до 3,52 эв в ZnS. Такой диапазон изменения Eg вдвое превышает энергию фотонов, испускаемых лазером на неодимовом стекле. При уменьшении ширины запрещенной зоны с 1,52 (2Йш) до 0,73 (2йш), приводящему к попаданию второй гармоники в область сильного поглощения, нелинейная восприимчивость 2(333 ( 2 u = U + u) увеличивается на порядок. Этот результат согласуется с теоретическим расчетом по формуле (2.48). Резонансный знаменатель этого выражения, зависящий от частоты oi + шг = 2м, показывает, что, после того как 2/гм станет больше Eg, нелинейная восприимчивость должна расти по такому Ж закону, как и комплексная линейная восприимчивость на частоте 2ш. Таким образом, существует во всяком случае качественное согласие между теорией и экспериментом. Заслуживает внимания то, что даже в области прозрачности, где Eg > 2/гм, нелинейность dS много больше, чем KDP. Объяснение, по-видимому, заключается в том, что отклонение от инверсионной симметрии в dS и полупроводниках типа А В гораздо сильнее. Поэтому значительно большая сила осциллятора связывается с волновыми функциями валентных электронов, не обладающими определенной четностью. [c.217]

В настоящей модели предполагается, что энергетический уровень ловушек соответствует середине запрещенной зоны, а поверхностная плотность ловушечных состояний равна 3,8 10 см" [8.13]. Рассчитанная высота барьера для кристаллита с размером 1000 А построена в виде зависимости от концентрации легирующей примеси для двух плотностей ловушечных состояний 1,0 10 и 1,0 10 см" (рис. 8.7). Изменение высоты барьера как функции концентрации легирующей примеси четко разделяется на две области с максимумом, лежащим при некотором промежуточном значении концентрации. В области низких концентраций ловушек больше, чем носителей. Поэтому при увеличении концентрации носителей примесные [c.230]

Рис. 3.84, Зависимость коэффициента усиления от номинально плотности тока при рекомбинации в GaAs с указанными на рисунке концентрациями примесей. При расчетах использовалась модель ГЛГ — МЭС и не учитывалось сужение запрещенной зоны [60].

В ЭТОМ параграфе, посвященном построению энергетических зонных диаграмм гетеропереходов, рассматриваются только параболические плотности состояний, определяемые выражениями (3.4.1) и (3.4.2). Однако для сравнения теоретических и экспериментальных результатов было бы необходимо рассмотреть зависимость величин д —Ес — Ео, рс(Е-Ес) и рр( г — Е) от концентрации, а также сужение запрещенной зоны, описываемое формулой (3.7.2), при высоких концентрациях носителей. Рассмотрение этих концентрационных зависимостей не включено в последующий аиалн так как основные характерные свойства энергетических зонных диаграмм могут быть проиллюстрированы и без привлечения этих дополнительных усложнений Параболическая плотность состояний в GaAs представлена на рис. 4.3.4, а, а значения эффективных масс даны в табл. 4.2.1. Плотности состояний в AUGai-jAs для х = [c.233]

Таким образом, зависимость 1псг=/(1/7 ) должна представлять собой ломаную кривую, наклон которой в области высоких температур будет пропорционален ширине запрещенной зоны, а наклон в области низких температур — энергии ионизации примесных атомов. На рис. 1-5 приведена указанная зависимость для различных концентраций примеси. При малых и средних концент-20 [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...