版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
v
k
sin
ka
h2
h2
d2E
2a2
J
coska一維緊束縛近似:
Ei
k
ei
J0
2J1
coskaei
:某原子能級設(shè)J1
>
0,則k=0點為能帶底;k
=±p/a為能帶頂§1、
在恒定電場作用下電子的運動dk2
1有效質(zhì)量:電子速度:m
v在準經(jīng)典運動中,當電子運動到能隙時,將全部被反射回來。
而根據(jù)量子力學(xué),電子遇到勢壘時,將有一定概率穿透勢壘,而部分被反射回來。
電子穿透勢壘的幾率與勢壘的高度(即能隙Eg
)和勢壘的長度(由外場決定)有關(guān)。穿透概率
εexp
-
在有電場存在時,由于不同材料中電子在能帶中的填充情況不同,對電場的響應(yīng)也不同,導(dǎo)電能力也各不相同。一、
滿帶、導(dǎo)帶和近滿帶中電子的導(dǎo)電能力,空穴概念v滿
帶:能帶中所有的能態(tài)均已被電子所填滿v導(dǎo)帶:能帶中只有部分能態(tài)填有電子,
而其余的能態(tài)為沒有電子填充的空態(tài)v近滿帶:能帶的絕大部分能態(tài)已填有電子,只有少數(shù)能態(tài)是空的1.
滿帶滿帶中電子的對稱分布不會因外場的存在而改變,
所以不產(chǎn)生宏觀電流,I=0。2.
導(dǎo)帶0在外電場的作用下,導(dǎo)帶中電子的對稱分布被破壞,產(chǎn)生宏觀電流,I
10
。 EE
(k)v(k)03.
近滿帶和空穴在有外場時,由于近滿帶中仍有少量沒有電子占據(jù)的空態(tài),所以在外場的作用下,電子也會發(fā)生能級躍遷,導(dǎo)致電子的不對稱分布,所以,
I10。假設(shè)近滿帶中有一個k態(tài)中沒有電子,
設(shè)I(k)為這種情況下整個近滿帶的總電流。設(shè)想在空的k態(tài)中填入一個電子,
這個電子對電流的貢獻為-ev(k)
。但由于填入這個電子后,能帶變?yōu)闈M帶,因此總電流為0。I
k
ev
k
0
I
k
ev
k
這表明,近滿帶的總電流就如同一個帶正電荷e
,其速度為電子在空狀態(tài)k中的速度。在有電磁場存在時,設(shè)想在空狀態(tài)k中仍填入一個電子形成滿帶。而滿帶電流始終為0,對任意t時刻都成立。
I
k
e
v
k
作用在k態(tài)中電子上的外力為F
=
e
ε
v
k
B
I
k
=
e
v
k
e
+
v
B
而在能帶頂附近,
電子的有效質(zhì)量為負值,m*
<
0。
I
k
=
ee
+ev
k
B
m
*
m*
0
ee+ev
k
B
——
正電荷e在電磁場中所受的力在有電磁場存在時,近滿帶的電流變化就如同一個帶正電荷e
,具有正有效質(zhì)量êm*ê的粒子一樣。dv
F
dt
m
電子的準經(jīng)典運動:當滿帶頂附近有空狀態(tài)k時,整個能帶中的電流以及電流在外電磁場作用下的變化,完全如同一個帶正電荷e
,具有正有效質(zhì)量êm*ê和速度v(k)的粒子的情況一樣。
我們將這種假想的粒子稱為空穴。電子導(dǎo)電性:
導(dǎo)帶底有少量電子所產(chǎn)生的導(dǎo)電性空穴導(dǎo)電性:
滿帶中缺少一些電子所產(chǎn)生的導(dǎo)電性空穴是一個帶有正電荷e
,具有正有效質(zhì)量的準粒子。它是在整個能帶的基礎(chǔ)上提出來的,
它代表的是近滿帶中所有電子的集體行為,因此,空穴不能脫離晶體而單獨存在,
它只是一種準粒子。二、
導(dǎo)體、
絕緣體和半導(dǎo)體非導(dǎo)體:
電子剛好填滿能量最低的一系列能帶,而能量再高的各能帶都是沒有電子填充的空帶。導(dǎo)體:
電子除填滿能量最低的一系列能帶外,在滿帶和空帶間還有部分填充的導(dǎo)帶。半導(dǎo)體:
禁帶寬度一般較窄:Eg介于0.2
~
3.5
eV之間常規(guī)半導(dǎo)體:如Si:Eg
~
1.1eV;
Ge:
Eg
~
0.7
eV
GaAs:
Eg
~
1.5
eV寬帶隙半導(dǎo)體:如b-SiC:
Eg
~
2.3
eV4H
-SiC:
Eg~
3
eV絕緣體:
禁帶寬度一般都較寬,
Eg
>幾個eV如a-Al2O3
:
Eg~
8
eV;NaCl:
Eg~
6
eV}
Eg}Eg空帶價帶空帶價帶r:10-6~10-5(Wcm)
10-2
~109(Wcm)
1014
~1022(Wcm)半導(dǎo)體
絕緣體非導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)帶v半導(dǎo)體的本征導(dǎo)電性在一定溫度下,價帶頂附近的電子可以被熱激發(fā)到導(dǎo)帶中,從而在電導(dǎo)底有少量的電子,
價帶頂有少量空穴。因此,在一定溫度下半導(dǎo)體具有一定的導(dǎo)帶性,稱為半導(dǎo)體的本征導(dǎo)電性。電子躍遷的概率
μ
exp(-Eg/kBT)在一般情況下,
Eg>>
kBT
,所以,電子的躍遷概率很小,半導(dǎo)體的本征導(dǎo)電率很小。溫度升高,電子的躍遷概率指數(shù)上升,半導(dǎo)體的本征導(dǎo)電性迅速增大。v半導(dǎo)體的非本征導(dǎo)電性:
半導(dǎo)體通過適當摻雜,改變電子在能帶中的填充情況而獲得的導(dǎo)電性。E導(dǎo)帶
施主受主價帶T
>
0T
>
0N型P型價帶導(dǎo)帶T
=
0T
=
0E絕緣體的帶隙很寬,Eg
~幾個eV,在一般情況下,
電子很難從價帶頂被激發(fā)到空帶中,所以,絕緣體一般都沒有可觀察到的導(dǎo)電性。例如:
NaCl的帶隙近似為Eg
~
6eV,在常溫下
E
躍遷概率
exp
kB
6
1.6
10
19
exp
1.38
10
23
300
exp
231.9
2
10
101Tg半金屬:介于金屬與半導(dǎo)體之間的中間狀態(tài)例:As
、Sb
、Bi都是半金屬電子密度:As
:
~
2.1′1020
cm-3Sb
:
~
5.7
′1019
cm-3Bi:
~
2.7
′1017
cm-3Cu
:
~
8.45
′1022
cm-3電阻率:Bi://c
127
′10-6
(W×cm)^c
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 二零二五年度環(huán)保型離婚協(xié)議書格式與實施指南2篇
- 二零二五年度城市綠化工程設(shè)計承包合同3篇
- 二零二五年度個人電子競技賽事參賽協(xié)議4篇
- 稅務(wù)工作新思路探討
- 2025版汽車零部件退貨及換貨服務(wù)協(xié)議書3篇
- 二零二五年度個人住房公積金貸款合同爭議解決流程合同模板4篇
- 二零二五年度個人自用房屋全屋定制裝修服務(wù)合同
- 二零二五年度企業(yè)銷售合同發(fā)票管理標準化臺賬
- 二零二五年度個人反擔保債務(wù)清償協(xié)議3篇
- 生產(chǎn)與運作管理-第5版 課件全套 陳志祥 第1-14章 生產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)運作管理概述 -豐田生產(chǎn)方式與精益生產(chǎn)
- 大慶市2025屆高三年級第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(二模)政治試卷(含答案)
- 云南省農(nóng)村信用社招聘筆試真題2023
- 《學(xué)前兒童文學(xué)與繪本閱讀》課程教學(xué)大綱
- 湖北十堰燃氣事故案例分析資料
- 《腎臟的結(jié)構(gòu)和功能》課件
- 裝飾圖案設(shè)計-裝飾圖案的形式課件
- 護理學(xué)基礎(chǔ)教案導(dǎo)尿術(shù)catheterization
- ICU護理工作流程
- 天津市新版就業(yè)、勞動合同登記名冊
- 廣東版高中信息技術(shù)教案(全套)
- 各種焊工證件比較和釋義
評論
0/150
提交評論