Равновесные и неравновесные носители зарядов презентация

Твердотельная электроника Равновесные и неравновесные носители зарядов

Процессы генерации и рекомбинации

Расчет концентрации избыточных носителей заряда

К понятию квазиуровня Ферми

Виды переходов

Процесс релаксации избыточной энергии электрона в зоне проводимости

К определению времени жизни электрона

Расчет скорости рекомбинации

Возбуждение носителей заряда в собственном полупроводнике

Изменение концентрации избыточных носителей со временем

Механизмы рекомбинации прямая межзонная через локальные уровни (ловушки, центры рекомбинации) поверхностная.

Механизмы рекомбинации

Межзонная рекомбинация Излучательная, поскольку энергия, выделяемая при рекомбинации каждой пары излучается в виде фотона с энергией . Скорость излучательной рекомбинации пропорциональна произведению концентраций электронов и дырок: . Безызлучательная или фононная; ударная или Оже-рекомбинация (ΔЕ передается третьему носителю заряда, в результате чего происходит освобождение электрона с другой орбитали).

Излучательная рекомбинация, обусловленная межзонными электронными переходами

Рекомбинация через поверхностные уровни

Уровень прилипания

Рекомбинация Шокли-Рида-Холла

Эдвин Герберт Холл (Edwin Herbert Hall) американский физик Эдвин Герберт Холл (Edwin Herbert Hall) американский физик  7.11.1855-20.11.1938

Эффект Холла Исследования эффекта Холла позволяют определить основные электрофизические свойства полупроводников Кинетические эффекты, возникающие при одновременном воздействии на проводник электрического и магнитного полей, называют гальваномагнитными эффектами. Эффект Холла является одним из таких эффектов

Эффе́кт Хо́лла — явление возникновения поперечной разности потенциалов  (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитном поле. Эффе́кт Хо́лла — явление возникновения поперечной разности потенциалов  (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитном поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота

Классический эффект Холла Уравнение стационарного движения носителей заряда в электрическом поле , параллельном плоскости квантовой ямы XY, и магнитном поле , параллельном оси Z, описывается уравнением, вытекающим из равенства по величине сил трения и Лоренца:

Классический эффект Холла

Отклонение носителей заряда под воздействием магнитного поля в образцах с дырочной (а) и электронной (б) электропроводностью

Насыщение дрейфовой скорости в сильных электрических полях

Диффузионный ток

Расчёт токов

Основные уравнения

Уравнения непрерывности

Переход к биполярным уравнениям

Расчет при разных уровнях инжекции

Расчет в стационарных условиях

Окончание расчета