4. Statystya ltroów i ziur Gęstość staów Koctracja ltroów i ziur w półprzwoiu izgrowaym i zgrowaym Półprzwoi samoisty Domiszowai, oory i acptory Półprzwoi omiszoway, zalżość octracji swoboyc ośiów i poziomu rmigo o tmpratury
Gęstość staów w paśmi D D D ( ( ( ( ( ( 4 ( ( * ( m c + c m * ( / ρ * ( m ρ c m ρ / * ( D D D la ulistyc powirzci izorgtyczyc: ( ( (a j ł
Gęstość staów w paśmi przwoictwa i walcyjym Gęstość staów w paśmi walcyjym: m m *; (- c ( v - pasmo przwoictwa: g(~(m * / (- c / pasmo walcyj: g(~(m * / ( V - / g( pasmo walcyj g pasmo przwoictwa v C rgia Ogólij (la lipsoialyc powirzci izorgtyczyc, zgrowayc pasm: masa ftywa gęstości staów m M / / * (mxmymz liczba miimów
Przyła - strutura -wymiarowa C C g A g g( g D * L Z g D Al x Ga -x As v L z GaAs GaAs v rgia Al x Ga -x As lasr półprzwoiowy warstwa buforowa PODŁOŻ więsz prawopoobiństwo misji scytoowj mijsza gęstość staów mijsza gęstość prąu progowgo w acji lasrowj 4
prawopoobistwo f(.0 0.5 0.0 Rozła rmigo-diraca T T0 T >0 T >T rgia T f f f T ( la < ( > ( 0 K : 0 K 0 la + xp T > - poziom rmigo, f( ½ - >> T: f ( xp{-(- / T} Dla ziur: f( f + xp T ->> T: f ( xp{-( -/ T} 5
Koctracja swoboyc ltroów i ziur w rówowaz trmoyamiczj T0 K bra ltroów w paśmi przwoictwa i ziur w p. walcyjym T>0 Im wyższa tmpratura, tym więsz prawopoobiństwo pojawiia się swobogo ltrou w pasmi przw. i ziury w pasmi walcyjym 6
Koctracja ltroów w paśmi przwoictwa ( f (g ( ( c Półprzwoi izgroway 7
Koctracja ltroów w paśmi przwoictwa w rówowaz trmoyamiczj Półprzwoi izgroway ( C - >> T ( m * T / / c c f ( ξ ; (g c ξ T ( / ( ξ 0 / x x + xp( x ξ / ξ ξ ( ξ la << cxp c T, gzi C (m * T / 8
Koctracja ziur w paśmi walcyjym w rówowaz trmoyamiczj Półprzwoi izgroway ( - V >> T p p v p( f m * v T ( ρ ( / / ( η ; η T V / ( η 0 / x x + xp( x η (η η la η << p v xp T v, gzi v (m * T / 9
0 0 Półprzwoi zgroway / >> >> >> >> T 4 ] ( m 8[ la ; ξ (ξ( c c / c * ξ / > T 4 p la ; η (η( V c η /
Półprzwoi samoisty Poziom rmigo w półprzwoiu samoistym: p ½ g p i cv xp T g + ¾ m * Tl m * ½ g i - octracja ośiów samoistyc p i zawsz w waruac rówowagi trmoyamiczj! g i (00 K ~0.5 V 0 6 cm - ISb,PbS ~ V 0 0 cm - G, Si, GaAs ~4 V <0 0 cm - ZS, SiC, Ga
Poziom rmigo w fucji tmpratury w półprzwoiu samoistym C rgia i m *<m * m *>m * V tmpratura zwyl g g (0-βT (wyia z rozszrzalości ciplj ryształu
Domiszowai typ p i Przyła - rzm Sb oor (5 ltroów walcyjyc acptor ( ltroy walcyj
Doory i acptory mol wooropooby Atom wooru: m (4ε.6 V 4ε r o m o 0.05 m Płyti oor w rysztal: ε o εε o m m* (masa ftywa la G: r m * ε m rεm m * 0.0V 80 r płyti poziom rgtyczy w przrwi wzbroioj 4
5 5 Koctracja ltroów i ziur a poziomac loalyc p ; p ; T A A T D D A A A D D D D + + +
Półprzwoi omiszoway - octracja oorów waru utralości: D+ + p D - D +p D + oc. zjoizowayc oorów D oc. obsazoyc oorów T<Ts pomięzy poziomm omiszowym a rawęzią pasma c + T l c T s <T<T i c Tl c T>T i : i ja w półprz. samoistym 6
Koctracja ltroów w pasmi przwoictwa w fucji tmpratury (półprzwoi omiszoway isi T c xp( / pośri T wysoi T <<, g / T tgα tgα g ośii mijszościow: p i /<< i 7
8 8 Półprzwoi sompsoway ( + + + 4( ( a p a a a Dla ostatczi użyc T i >> a - a T xp C