Эффективная масса носителей заряда

Эффективная масса носителей заряда [c.84]

Большая подвижность может быть обусловлена малой эффективной массой носителя заряда т и большим временем свободного пробега или, точнее, временем релаксации Tq. В полупроводниках элективная масса носителей заряда может быть как больше, так и меньше массы свободного электрона. Время релаксации, характеризующее спадание тока после снятия поля, обусловливается процессами рассеяния движущихся в полупроводниках электронов. Чем больше частота столкновений и чем они интенсивнее, тем меньше время релаксации, а следовательно, и подвижность. При комнатной температуре средняя скорость теплового движения свободных электронов в невырожденном полупроводнике и в диэлектрике (если они в нем имеются) около 10 м/с. При этом эквивалентная длина волны электрона будет около 7 нм, тогда как в металлах она составляет примерно 0,5 нм. Таким образом, вследствие большей длины волны электрона в полупроводнике и в диэлектрике по сравнению с металлом, неоднородности порядка размеров атома мало влияют на рассеяние электронов. У некоторых чистых полупроводников подвижность может быть очень большой, 10 м /(В-с) и выше, у других она меньше 10" mV(B- ). Вычисляемая по последнему значению длина свободного пробега составляет лишь долю межатомных расстояний в решетках. Физический смысл требует, чтобы длина свобод- [c.240]

Понятие эффективной массы носителя заряда вводится для учета взаимодействия между электронами и электронов с кристаллической решеткой. Время релаксации между двумя актами взаимодействия т должно уменьшаться в тонкой пленке ввиду близости границ, а следовательно, удельное сопротивление возрастает. [c.435]

Исторически первым и простейшим вариантом модели Э, г, была теория металлов Друде—Лоренца, в к-рой Э, г. рассматривался как идеальный газ (см. Друде теория металлов). Теорию Друде—Лоренца сменила Зоммерфельда теория. металлов, в к-рой учтено вырождение Э, г. Теория Э.г. по Друде — Лоренцу сохраняет своё значение для полупроводников, если принять во внимание, что число частиц Э.г. зависит от темп-ры, а эффективная масса носителей заряда отлична от массы свободного электрона. [c.573]

Изучение высокочастотной проводимости плазмы, получаемой в ударных волнах, в поле электромагнитной волны проводилось путем измерения ее отражательной способности. Этот метод достаточно широко известен в физике металлов и полупроводников, где он используется для определения энергетического спектра, концентрации и эффективных масс носителей заряда. Особый интерес при этом [c.357]

К главным электрофизическим параметрам полупроводниковых материалов относятся следующие ширина запрещенной зоны подвижность ц и эффективная масса носителей заряда ти диэлектрическая проницаемость е коэффициент теплопроводности X плотность коэффициент линейного расширения а температура плавления Гпл температура Дебая 0. Удельная электропроводность полупроводникового материала заданных химического состава и структуры не относится к основным характеристикам, так как определяется, в частности, концентрацией носителей заряда (3.4), которая зависит от множества внешних воздействий температуры, давления, света, электрического и магнитного полей, ионизирующего излучения и т.д. [c.648]

Измерения циклотронного резонанса в полупроводниках важно для определения частоты и, следовательно, эффективной массы носителей заряда. В металлах наблюдению такого резонанса препятствует ряд трудностей электромагнитные волны частоты [c.299]

Из анализа электрических сил, действующих на носители заряда (см., например, (2.59)), следует, что дырка ведет себя так, как если бы она обладала положительным зарядом - -е и эффективной массой, равной по величине, но обратной по знаку эффективной массе отсутствующего электрона. Надо учесть, что эффективные массы электрона у потолка заполненной (валентной) зоны отрицательны. Следовательно, дырка ведет себя как частица с положительной эффективной массой и положительным зарядом. Как правило, эффективные массы электронов и дырок отличаются друг от друга, поскольку.они относятся к различным зонам. [c.89]

Качественно этот результат понятен чем выше скорость носителей заряда, больше их эффективная масса и сильнее ослабляется поле иона в кристалле (выше е), тем слабее отклоняются носители от направления первоначального движения и тем больший путь им необходимо пройти, чтобы уничтожить движение в этом направлении с увеличением же заряда рассеивающего иона Zq величина Я должна, естественно, уменьшаться. [c.185]

Уменьшения проводимости можно добиться путем сокращения числа свободных носителей заряда и увеличения эффективной массы электрона, для чего используются тугоплавкие металлы (Сг, Та, Мо) и полупроводники. Однако для чистых полупроводников характерна экспоненциальная зависимость концентрации п носителей заряда от температуры, что приводит к большим отрицательным значениям ТКС. [c.435]

Иэ законов сохранения энергии и квазиимпульса следует, что изменение энергии Ё носителя заряда в одном акте рассеяния (равное энергии фонона частоты й) где т — эффективная масса [c.519]

Введение понятия эффективная масса дает возможность описывать движение свободных носителей заряда в полупроводнике как перемещение заряженных частиц без учета периодического поля кристаллической решетки. У электронов, находящихся вблизи дна зоны проводимости, ускорение на длине свободного пробега пропорционально приложенной силе. Эффективная масса введена как коэффициент пропорциональности между силой и ускорением по аналогии со вторым законом Ньютона. У электрона она может быть и меньше и больше массы электрона в свободном пространстве. При движении электрона но кристаллу в отсутствие внешнего поля его полная энергия остается постоянной. [c.56]

Согласно теории в атомных полупроводниках при рассеянии свободных носителей заряда лишь на тепловых колебаниях решетки без учета температурной зависимости эффективной массы подвижность носителей заряда [c.65]

Концентрация носителей заряда может стать меньше или больше вследствие изменения ширины энергетических зон кристалла и смещения примесных уровней, что в свою очередь ведет к изменению энергии активации носителей заряда и изменению их эффективных масс. [c.335]

Примечание, а - период решетки а - коэффициент линейного термического расширения X - коэффициент теплопроводности е - диэлектрическая проницаемость, усредненная по кристаллографическим направлениям о - температура Дебая - ширина запрещенной зоны т - эффективная масса (п - электрона, р -дырки) в единицах массы покоя электрона Х - подвижность носителя заряда. [c.649]

Примечание, в - температура Дебая А, - теплопроводность а - коэффициент линейного термического расширения - ширина запрещенной зоны т - эффективная масса (п - электрона, р - дырки в числителе - для легкой, в знаменателе -для тяжелой) в единицах массы покоя электрона ц - подвижность носителя заряда. [c.655]

М. 11. справедливо, если процессы решёточного и примесного рассеяний независимы и изотопны. В действительности необходимо учитывать корреляцию между ними. Значит, отклонение от М. п. связано с зависимостью Poi ) в области низких темп-р. Такие отклонения происходят по неск. причинам 1) примесь вносит локальное искажение решетки, что приводит к неупру-гому рассеянию электронов на квазилокальных н локальных колебаниях решётки 2) примесь часто влияет на упругие константы, соответственно меняется 11 колебат, спектр решётки 3) примесь действует на зонную структуру, сдвигая уровень Ферми, изменяя плотность состояний и эффективную массу носителей заряда 4) нек-рые дефекты, напр. дислокации, рассеивают анизотропно 5) неупругость столкновений электронов особенно существенна в металлах с разбавленными магБ. примесями, т. к, обусловливает Копдо эффект. Это приводит к минимуму в зависимости p(iT) при низких темп-рах. [c.74]

С ростом температуры (см. рис. 3.19) при большой разнице в эффективных массах носителей заряда (например, для InSb lOw ) [c.246]

Из вида формулы (10.21) следует, что электрон в кристалле может вести себя так, как если бы его масса отличалась от массы свободного электрона т. Имеются кристаллы, в которых эффективная масса носителей заряда значительно больше или значительно меньще, чем т. Более того, эффективная масса может быть анизотропной и даже отрицательной. Наблюдались эффективные массы меньшие, чем 0,01 т (см. гл. 11). Кристалл, в котором т < т, нисколько не теряет в весе не нарушаете также и второй закон Ньютона (для кристалла шк целого). Главное здесь в том, что электрон, находящийся в периодическом потенциальном поле, при воздействии внешнего электрического или магнитного поля ускоряется относительно решетки так, как если бы его масса была равна эффективной массе, в том смысле, в каком мы ее выше определили. [c.349]

Здесь т — эффективная масса носителя заряда. ЛГ- -И. Наганов. ЦИКЛОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (магнитотормозное излучение), эл.-магн. излучение заряж. частицы, движущейся по окружности или спирали в магн. поле. В отличие от синхротронного излучения, термин Ц. и. обычно относят к магнитотормозному излучению нерелятив. ч-ц, происходящему на осн. циклотронной частоте и её первых гармониках. [c.846]

Ср. дрейфовая скорость Гдр = е т/т, где т — эффективная масса носителей, е — их заряд, т — время релаксации имиульса (трансиорт-н о е время). Отсюда [c.666]

Для примесных ионов в обычных металлах, как правило, Ze, Zi, т.е. действие Э.в. значительно превосходит прямое действие электрич. поля. Величина и знак заряда увлечения Z(,,- существенно зависят от энергетич. спектра электронов проводимости и их динамики в частности, знак Zgi определяется знаком эффективной массы носителей m = d Sjdp )f, где iS (p) — закон дисперсии электрона в зоне проводимости (значение производной берётся на ферми-поверхности F ). Последнее означает, что электроны с м>0 и дырки с т<0 увлекают ионы в разл. стороны относительно направления поля Е. [c.572]

Рассмотрим случай, когда пространственные размеры области, в которой локализованы электронные и дырочные уровни, значительно превышают постоянную решетки. Поэтому мы можем провести квазиклассическое рассмотрение типа того, которое использовалось нами при описании примесных уровней в полупроводниках (гл. 28). Будем рассматривать электрон и дырку как частицы с массами и т . Эти величины представляют собой эффективные массы носителей в зоне проводимости и в валентной зоне [см. (28.3)1, которые мы для простоты считаем изотропными. Электрон и дырка испытывают кулоновское притяжение, которое экранируется за счет диэлектрической проницаемости е кристалла. Очевидно, мы имеем полную аналогию с задачей об атоме водорода, в которой приведенную водородную массу р, (определяемую равенством 1/р, = 1/Aiprot + 1/mei 1/mei) следует заменить величиной т — приведенной эффективной массой (1/т = 1/m. -f l/m. ), а заряд электрона — величиной е/е. Следовательно, будут существовать связанные состояния, наиниз-шее из которых локализовано в областях с пространственным размером порядка боровского радиуса, определяемого как [c.245]

ТЕНЗОРЁЗИСТЙВНЫЙ ЭФФЕКТ, изменение электрич. сопротивления тв. проводника металла, полупроводника) в результате его деформации. Особенно велик Т. э. в полупроводниках, где он связан с изменением энергетич. спектра носителей заряда при деформации с изменением ширины запрещённой зоны и энергий ионизации примесных уровней с относит, изменением энергий отдельных долин зоны проводимости с расщеплением дырочных зон, к-рые в отсутствии деформации выроящены с йз%[енением эффективных масс носцтелей заряда (см. Зонная теория). Всё это приводит к изменению концентрации носителей и их эффективной подвижности. Кроме того, деформация влияет на процессы рассеяния носителей через изменение спектра фонопов и появление новых дефектов. Величина Т. э. при малых деформациях пропорц. упругому напряжению [c.744]

Электропроводность твердых кристаллических тел изменяется при деформации вследствие увеличения или уменьшения (растяжение, сжатие) межатомных расстояний, приводящих к изменению концентрации и подвижности носителей. Концентрация носителей заряда может стать меньше или больше вследствие изменения ширины зиергетических зон кристалла и смещения примесных уровней, что в свою очередь изменяет энергию активации носителей и изменяет их эффективные массы, входящие в выражения концентрации Г10сителеи заряда. Подвижность носителей заряда меняется из-за уменьшения (увеличения) амплитуды колебания атомов при их сближении (удалении). Для металлов основным является изменение подвижности, а для полупроводников изменение концентрации носителей заряда, определяемое энергией активации. Ширина запрещенной зоны может как увеличиваться, так и уменьшаться при сближении атомов, и у разных полупроводников одна и та же деформация может вызывать как увеличение, так и уменьшение удельной проводимости. [c.244]

Н1э, — гл. компоненты тензора эффективной массы электрона и дырки, е — заряд электрона, Р — вектор поляризации света, е — матричные элементы операторов импульса электронов (дырок). Множитель (Йш—отражает зависимость плотностпи состояний в зоне проводимости (валентной зоне) от энергии кванта. Матричные элементы е слабо зависят от давления (как и постоянная решётки). Незначительно меняются и эфф. массы носителей, т. е, М. Осн, влияние давления связано со сдвигом электронных уровней, определяющих плотность состояний. Давление позволяет не только сдвигать электронные уровни, но и изменять электронный спектр. [c.188]

Коэф. Холла может быть выражен через подвижность носителей заряда ц = Удр/ (дрейфовая скорость носителей 11др= —eExjm, где m—эффективная масса, т—время между двумя последоват. соударениями с рассеивающими центрами) и уд. электропроводность a=jlЕ=ет 1 Е [c.414]

Температура Дебая, С Ширина запрещенной зоны, эВ при 27 °С при —273°С Приведенная эффективная масса тэфф/то -электронов легких дырок тяжелых дырок Подвижность носителей заряда прн 27 °С, м2/(В-с) электроны Дырки [c.577]

Помимо этого вида Ф., обнаружены и исследуются др. ее виды. Ф. имеет место при внутризонном поглощении излучения свободными носителями заряда [3 . Электроны проводимости (или дырки), двигаясь в кристалле, рассеиваются па колебаниях кристаллич. решетки илп па дефектах. Т.к. подвижность электропов Х зависит от их времени свободного пробега т л = ег/т (т — эффективная масса электрона), а последнее, в свою очередь, зависит от эпергии электронов, то элек-т 10магнитп0е излучение, поглощаясь электронами проводпмости и увеличивая их энергию, изменяет подвижность и, следовательно, электропроводность вещества. Ф. в этом случае паз. п о д в и ж н о с т-н о й, или р,-Ф. [c.348]

Гексагональный С. — полупроводник. Уд. сопротивление 10 —10 ом-см (18°) сильно меняется при легировании примесями. Ширипа занрещенЕЮЙ зоны собств. проводимости, вычисленная но границе ноглощения X = 6120 А, 2,05 эв. Обладает дырочной проводимостью, обусловленной наличием кислорода, к-рый создает глубоколежащие акцепторные уровни. После удаления кислорода уд. сопротивление возрастает до 101 ом см. Удаление кислорода или компенсация его нек-рыми примесями приводят к электронной проводимости. Уд. сопротивление зависит от величины приложенного поля и давления. Для С. характерно изменение проводимости при освещении опа также сильно зависит от частоты ш ре-менного тока, что указывает на существование внутр. барьеров. Подвижность носителей зарядов в зависимости от содержания примесей и термич. обработки от 0,003 до 20 см в-сеп и растет с темп-рой. -Эффективная масса дырок 2,5 toq. Монокристаллы С. получаются из пара и расплава. Их электропроводность [c.510]

Смотреть страницы где упоминается термин Эффективная масса носителей заряда : [c.265] [c.435] [c.196] [c.139] [c.16] [c.246] [c.657] [c.70] [c.490] [c.396] [c.478] [c.498] [c.70] [c.170] [c.157] [c.273] [c.195] [c.393] [c.88] [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...