Невырожденный электронный газ в полупроводниках

Невырожденный электронный газ в полупроводниках 247 [c.247]

В данном разделе мы рассмотрим применение теории термо-э. д. с. к ячейкам, включающим невырожденные электронные проводники п- или р-типа (валентные полупроводники и нестехиометрические ионные кристаллы). [c.263]

Подстановка (10.12) в (10.8) приводит к окончательному соотношению для зависимости конпентрапии электронов в зоне проводимости невырожденного полупроводника от температуры [c.250]

Соотношение (10.3) имеет вид классического статистического распределения Максвелла-Больпмана (рис. 10.3). Следовательно, невырожденный электронный газ в полупроводниках может быть [c.248]

При квазисвободных электронных носителях их движение происходит по туннельному механизму, не связанному с энергией активации. В этом случае теплота переноса определяется как избыточная кинетическая энергия движущихся электронов или дырок по сравнению со средней тепловой энергией В случае невырожденного электронного газа статистическая теория полупроводников дает для теплоты переноса электронов (дырок) выражение [c.266]

По величине электропроводности рассчитаны значения теплопроводности при комнатной температуре, обусловленной свободными носителями тока. На основе закона Видемана—Франца электронная (дырочная) теплопроводность составляет соответственно [2] для вырожденного и невырожденного полупроводника 0,001 и 0,0016 кал см.сек. град на каждые 1000 ож [c.306]

В обоих случаях Е растет примерно как при этом следует иметь в виду, что в невырожденном электронном газе сама концентрация п зависит от температуры но известным формулам теории полупроводников. [c.24]

Равновесные концентрации электронов и дырок для случая невырожденного полупроводника соответственно равны [c.245]

Получен общий вид изотермы в рамках электронной теории хемосорбции для невырожденного полупроводника в координатах р и N/p. [c.144]

Формулы (6.304) и (6.309) заставляют обратить внимание на следующее очень важное обстоятельство. В невырожденных проводниках и ионных кристаллах концентрации электронных дефектов обычно бывают очень малыми по сравнению с числом допустимых состояний [е] 1 или п/Л <С1. Поэтому выражения в скобках (6.304) и (6.309) существенно положительны, и коэффициенты термо-э. д. с. для проводников п-типа всегда положительны, а для проводников р-типа всегда отрицательны. Это обстоятельство широко используется для определения знака носителей в полупроводниках и нестехиометрических ионных кристаллах, тем более что техника экспериментального исследования эффекта Зеебека чрезвычайно проста. [c.266]

В полупроводниках, в отличие от металлов, плотность электронов проводимости NJV при средних температурах мала. Электронный газ поэтому можно рассматривать как невырожденный. Пренебрегая единицей в знаменателе подынтегрального выражения (УП1.71) н используя формулу (УП1.70), получаем [c.220]

Важное отличие (10.7) от плотности электронных состояний в металлах (8.101) состоит в том, что используется эффективная масса электронов. Принимая, что полупроводник — невырожденного типа, и для него справедливо распределение (10.3), и подставляя [c.249]

Тем самым конпентрапия электронов в зоне проводимости оказывается равной конпентрапии пустых примесных пентров донорного типа. Последнюю можно определить с помощью соотнощения (10.36). С другой стороны, конпентрапия свободных электронов для невырожденного полупроводника дается формулой (10.13). Поэтому из (10.38), (10.36) и (10.13) следует [c.257]

Состояние электронного газа в полупроводниках и металлах существенно различно. Прежде всего, для больщинства полупроводников при любых температурах реализуется ситуапия, когда электронный газ невырожден. Такое условие выполняется, когда конпентрапия электронов в зоне проводимости мала. Эта возможность существует в полупроводниках практически во всем возможном диапазоне конпентрапий носителей — от минимальной в собственном полупроводнике (при конечных температурах) до максимально возможной (Ю м ) в сильно легированном примесном полупроводнике (табл. 8.3). Действительно, в этом случае температура вырождения очень мала, и при нормальных температурах и стандартных конпентрапиях электронов (дырок) (Ю м ) мы сталкиваемся с ситуапией существования невырожденного электронного газа (исключение — существование вырождения электронного газа в полупроводнике — составляет случай сильно легированного полупроводника при низких температурах). Очевидно, что в этом случае будут существовать электроны, энергия которых должна быть значительно больще уровня Ферми. Тем самым условие невырожденного электронного газа в полупроводнике при конечных температурах может быть записано так [c.247]

Электронный газ, подчиняющийся распределению Больцмана (427), называют невырожденным. В невырожденном случае т) = (( 1 — г )1кцТ— 1, откуда р, < — кцТ, т. е. полупроводник является невырожденным, если уровень Ферми лежит ниже зоны проводимости не менее чем на к(,Т. Принимая во внимание (425) и (426) для невырожденного полупроводника, находим [c.244]

Снятие вырождения (по крайней мере частичное) приводит к возникновению смешанной проводимости. После снятия вырождения коэффициент термосилы образцов уменьшается обратно пропорционально температуре измерения (риС. 2). Такая температурная зависимость термоэдс типична для полупроводников. Линейный спад коэффициента термосилы с повышением температуры наблюдается обычно для полупроводников с невырожденной системой электронов [9]. [c.52]

Заметим, что если электронный или дырочный газ на поверхности полупроводника невырожден, то равновесие с газовой фазой поддерживается (см. стр. 61 паст, сб.) исключительно за счет слабой формы хемосорбции, т. е. десорбируются лишь те частицы, которые находятся в, состоянии слабой связи с поверхностью, в то время как прочно связанные частицы практически вовсе не участвуют в обмене с газовой фазой. [c.25]

В электронной теории хемосорбции (см. [2]) показывается, что равновесие с газовой фазой поддерживается лишь за счет нейтральных частиц, в то время как частицы, находящиеся на новерхности в заряженном состоянии, вовсе не участвуют в обмене с газовой фазой (если только электронный и дырочный газ на поверх-Iности полупроводника можно считать невырожденным). Таким образом, величина ТУ целиком фиксируется заданием температуры и давления и остается нечувствительной к освещению, в то время как величина т], характеризующая степень заселенности локальных уровней А электронами или дырками, изменяется нри освещении. В зависимости от того, увеличивается или уменьшается величина т] под влиянием освещения, мы имеем увеличение или уменьшение адсорбционной способности. [c.116]

Здесь и ниже для упрошения опенки предполагается, что возможной температурной зависимостью эффективной массы можно пренебречь. Формула (10.56) действительна для невырожденных полупроводников, поскольку предполагает сушествование электронного или дырочного газа. [c.260]

Простым тестовым методом определения знака основных носителей заряда в полупроводнике является метод определения знака термоэлектродвижущей силы (ТЭДС). Блок-схема установки показана на рис. 10.12. Нагретый стержень, опущенный до соприкосновения с поверхностью образна невырожденного полупроводника, вызывает в последнем градиент температуры. Поскольку основные носители в невырожденном полупроводнике рассматриваются как свободный газ, возникает диффузионное движение частип газа из области высокой температуры к холодной области. Если эти частипы — электроны, повыщение их конпентрапии вызовет появление избыточного отрипательного заряда на [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология