Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8 Po. Ro Stępws podstw ott Po. M. y wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Sps śc I. Podstwy Fzy Półpzwodów... 5. Wstęp... 5 Cl wyłdu 5 Mjsc to wyłdu w cylu sztłc Wydzl Fzy: 5 c Pzydt podęcz: 6 d Czy zjuj sę FCSt 6 Dcj Cł Stło 6 Wż dty: 7. lty ystlo... 8 Sć putow vs 8 Podstwow twdz. c Ułdy ystlocz - d ypy Sc vs Post stutuy ystlcz. 4. Wąz ccz w cłc stłyc... 6 Wąz tlcz 7 Wąz owlcyj 7 c Wąz joow. 7 d Wąz d ls 8 4. Ops stów ltoowyc w cl stły... 8 o Dudo. 8 Mc wtow w cl stły; Podstwy odlu jdoltoowo 8 c wdz loc 9 d Rów p so sy tywj - Ms tyw z pzylż p w odlu dwupsowy - Półpzwod z wąsą pzwą tyczą 4 5. Kws-lsyczy ops ltoów w cl stły... 5 Pędość upow ltoowj pcz lowj 5 lto w polu zwętzy 7 6. Rów sy tywj... 7 7. Stutu psow stów ltoowyc... 9 Modl ltoów pw swoodyc 9 Pso tycz. Włścwośc... c Sty llou d Stutu psow dl sc ystlczj tójwyowj 4 Kostucj I sty llou 4 8. Sty ltoow toow sty w ysztl:... 6 9. Stutu psow typowyc półpzwodów.... 7 Półpzwod upy I zwąz półpzwodow 7 ypow stutu wzcoł ps wlcyjo... 7 Pso pzwodctw:... 7 Stopy półpzwodow ysztły sz. 7. Kwzcząst w cl stły... 7 Wu podyczośc o-k 7 ęstość stów w pzstz wto lowo 8 wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws c ty spow 9 d Klsycj tl tl stutu ltoow 4 Włsośc ps cłowc wypłoyc 4 Pojęc włsośc dzuy 4 ęstość stów dl ps polczo w pzstz jdo-, dwu-, tójwyowj 44. Osdz stów ltoowyc... 45 Sttysty ltoów w ysztl 45 Fucj ozłdu Fo-Dc... 45 Sttysty ltoów dzu w zdowyc półpzwodc 46 c Pzypd sosty 48 Koctcj sost typowyc półpzwodów... 49. Dosz dty... 49 Płyt sty doszow 5 łęo sty doszow 5 c Osdz pozoów doszowyc w st ówow todyczj 5. lto swoody w st o dy sp... 5. lto swoody w st o dy... 5. St podstwowy dosz... 5 d Koctcj ośów w półpzwodu sosty 5 z ltoowy dzuowy zdowy:... 5 Pojęc opscj... 5 Zs sc tptu... 5 Doo w zoltoz Zs sc tptu dl półpzwod 5. Stutuy ożoo wyu... 65 powzc półpzwod 65 MOS 66 Kwz-dwuwyowy z ltoowy... 66 c stud wtow 68 d wloot stud wtow 68 Supsc 69 69 Modulcyj doszow stud wtow 69 Duty wtow 69 Kop wtow 69 4. spot ltoowydzuowy w ysztl... 54 Mczy ozpsz 54 Fooy optycz... 55 Czs lscj pędowj 55 c Rów tycz oltz 55 Lyzcj ów oltz... 56 d Zlżość tycz czsu lscj pędowj dl podstwowyc pocsów ozpsz 58 Zlżość tycz czsu lscj pędowj dl podstwowyc pocsów ozpsz 58 Rozwąz ów oltz w polu ltyczy 58 so pzwodctw 59 spot w polu tyczy 59 t Hll, 59 spot wloośowy 6 wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws spot dwuośowy... 6 Wdo uclwośc... 6 j Mtoopó popzczy 6 Sł toltycz 6 l oąc sod 64 t Plt 64 Podsuow zjws tspotu... 64 D pol tycz 65 o Kwtowy t Hll 65 p Ułowy Kwtowy t Hll 65 5. Podsuow... 65 II. Dodt... 7. Mtod cso wąz ędz oówo wyłdz po. J. owso 7 Oddzływ ędzy dwo to 7 Mtod cso wąz. 7. Klsyczy tl... 7 Pozo Fo w tlc.... 7 Lcz śdc sttystyczyc dl zu zdowo 7 c Cpło włścw ysztłów, włd ltoowy 75 d Cpło włścw ysztłu, włd ooów 76 Modl st... 76 Modl Dy... 76 I. <<Θ... 78 II. >>Θ... 78. D sc ystlczj... 78 Pzylż dtycz o Opp:... 78 Pzylż ocz... 79 D jdowyowj sc ootoowj. Fooy ustycz 79 c Pojęc oou 8 d D sc jdowyowj z zą 8 Pzypd szczóly... 8 Fooy w sc tójwyowj 8 Dośwdczl d ooów 84 wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws I. Podstwy Fzy Półpzwodów.. Wstęp Wstęp: cl wyłdu, jsc wyłdu w cylu studów, podęcz Cl wyłdu Fzy cł stło ojuj: tl, półpzwod dlty. W c to wyłdu soctujy sę łów włścwoścc półpzwodów. Rol to wyłdu - opow podstwowj wdzy z Fzy Półpzwodów; pzyotow do pcy stsj. Fo zlcz: z usty ocę, w. zlcz podstw ocośc w dywdulyc pzypdc, ustloyc wczśj z wyłdowcą. Mjsc to wyłdu w cylu sztłc Wydzl Fzy: Wstęp do Fzy Mc Kwtow I Wstęp do opty zy cł stło II pcow Podstwy Fzy Półpzwodów Posu Fz. Cł Stło - po. M. Nwoc III Pcow Włścwośc Optycz Półpzwodów Su wtoow Su pątow Pcow spcjlstycz lctoc popts o solds lctoc Popts o Solds d Dcts. - po. J. ows o Wyłdy oocz IF: Wstęp do Fzy Mtyzu - po. A. wdows Mc wtow II ułdów wlu cł po. J. Mjws Syt w półpzwodc - po. J. Kups sst lt o Cł Stło - po. J. Mjws sst lt tw ts d supcoductvty - d. Adzj ol sst lt Now tcolo - d Jc Szczyto pozuowy Pyscl oudtos o otcoloy - po.. Dtl, po. J. Mjws wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Opty stutl - po. C. Rdzwcz Coput sultos codsd tt - po. J. Mjws, d Pot Szycz Pc sts c Pzydt podęcz: L. Sosows - Wstęp do Fzy Cł Stło cz. I, II sypt Kttl - Wstęp do Fzy Cł Stło J.M. Z - Wstęp do to Cł Stło I.M. Cydlows - ltoy dzuy w półpzwodc. W.A. Hso - o Cł Stło K Sńs, M Kus, J. Sztows, J. Mswcz Półpzwod stutuy półpzwodow P.Y. Yu M. Cdo - Fudtls o Scoductos N.W. Ascot N.D. M - Fzy Cł Stło H. Ic, H. Lüt - Fzy Cł Stło Pl sypt do to wyłdu www.uw.du.pl/~stpw d Czy zjuj sę FCSt Stutu osopow Wzudz lt wzcząst Oddzływ ędzy Wpływ zwętzyc pól Dcj Cł Stło Cło stł, st stły jd z tzc podstwowyc stów sup t, w tóy sustcj występuj w postc sodsowj, wyzującj ośloą ojętość sztłt... Słow zyczy dl poząd - ysztły ls poząd - cł zpostcow ocz, ccz pzcłodzo ędzy zjowć sę ysztł. ędzy wszywć, j włścwośc pzoszą sę cł ocz. Kysztł dly ysztł ly: polysztły, c z, dosz, dty putow, dyslocj. Półpzwod - łówy tt szyc ozwżń. Współczś d półpzwodów dotyczą otów syttyczyc, o jwyższj czystośc ocy to 9 toów otzyywyc pzy zcowu otol z dołdoścą do pojdyczyc wstw toowyc. Półpzwod w tuz: ZS - ld cyow, wutzyt, PS - l, CuO -upyt, H - ysztł w łęc osc. Mooysztły półpzwodow: z zdyslocyjy - tod Czoclso, As, N -wyso cś wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Stutuy półpzwodow osdz podłożu p. As - tcolo M MOP MOCD Wż dty: 8 - M. Fdy - zoswow zjsz sę opou sczu s podczs ozw. 875 - W. Ss - oó otoltycz - pwszy pzyząd półpzwodowy 88 - C.. Fts - postow slowy 96 - dtto ystlczy - złącz tl-półpzwodps 9 - W.L. - ośl stutuy ysztłów KCl, NCl, K KJ. Nol 95 94 - Dod Scoty o 98 - J. Czocls - tod wzostu ooysztłów 947 L. Sosows to złącz p- 948 - J. d, W.H. tt W.. Socly - tzysto Nol 956 955 - J. Lutt W. Ko - olz sy tywj 959 J.S. Kly ułd scloy Nol 96 Z. I. Alov, H. Ko złącz p z studą wtową Nol 969 - L. s R.su - supsc 98 - K. vo Kltz - Kwtowy t Hll Nol 985 98 - D.C. su, H.L. Stö, R.. Lul - Ułowy Kwtowy t Hll Nol 998 wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 7
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws. lty ystlo. Sć putow vs ójwyow sć vs o jst zo wszystc putów pzstz, tó wyzczo są pzz zspół wtoów: R,,, - wtoy lżąc w jdj płszczyź, wtoy jdostow pytyw,,, - lczy cłowt, wyzczją sończoy zó putów. Wyó wtoów jdostowyc dl dj sc jst jdozczy Pytyw oó lt - wyóżo ojętość pzstz, tó po tslcjc o wszyst wtoy dj sc vs o, z lu z oszów pzyw wypł cłowc pzstzń. Kżd pytyw oó lt zw jd put sc vs. Wyó tj oó jst jdozczy. Pzyłdy:. Koó ozpęt pzz wtoy jdostow. Koó wyzczo pzz sąsd płszczyzy typu,,,,,,,,.. Koó W-Stz zó putów pzstz, tóyc odlłość od do putu sc jst węsz od odlłośc od wszystc yc putów sc. Koó W- Stz tą są sytę j syt sc. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 8
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Koó lt - wyóżo ojętość pzstz, tó po tslcjc o pw podzó wtoów dj sc vs o, z lu z oszów pzyw wypł cłowc pzstzń. Koó lt oż zwć węcj ż jd węzł sc vs lży ylć z pojęc sc z zą Sć ystlcz z zą - żdu węzłow sc vs pzypoządow jst up toów. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Rys 4.7 Ascot. Post scow - post, tóyc lży sończ wl putów scowyc Płszczyzy scow - płszczyzy, tóyc lży sończ wl putów scowyc Rów płszczyzy scowj pzcodzącj pzz puty,,,,,,,, : y z Do opsu płszczyz scowyc używy wsźów Mll p- jjsz wspól wlootość,, Moż wpowdzć tóję lcz: p/ p/ lp/,,l wsź Mll opsując zó płszczyz scowyc y z l p w oólośc: p, ±, ±,... Pzyłd wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Ku [,,l] -u ówolły do wto R l N pzyłd: oś [,,] oś y [,,] os z [,,] W oóly pzypdu u [,,l] jst postopdły do płszczyzy,,l. Sć odwot do dj sc vs jst to sć ozpęt pzz wtoy,,, t ż: j δ j Powdz to do: ; ; Podstwow twdz. wdz Wto sc odwotj [,,l] jst postopdły do płszczyzy scowj,,l sc putowj. Dowód Wystczy dowść, ż wto [,,l] jst postopdły do dwu dowolyc, ówolłyc wtoów lżącyc w płszczyź,,l. R [,,l] l Iloczy sly R [,,l] /l- / l /l - / - Alocz dl duo wto: R [,,l] / - / / - /- wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws wdz Odlłość d,,l ędzy sąsd płszczyz,,l jst ów odwotośc dłuośc wto sc odwotj R [,,l] Rów dwóc sąsdc płszczyz: y z l y z l Nc p. Odlłość d,,l jst zut wto / u R [,,l], tóy jst postopdły do płszczyzy,,l. / R [,,l] / R [,,l] / l / R [,,l] / R [,,l] c Ułdy ystlocz - zspoły włsośc ctyzującyc stutuę ystlczą łopot z jdozczą dcją Dowol stutu ystlcz lży do jdo z szścu ułdów ystloczyc. Dy ułd ystloczy oż opsć pzy poocy ośloo ułdu os współzędyc, odpowdją u lty syt ctyzując ułd. Moży wyóżć 6 ułdów ystloczyc: Ułd tójsośy -,, óż dłuośc wtoów, ąty dowol Ułd jdosośy - wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Płszczyz zwcdl- stj u wyóżoy z podwóją osą wsyją. u wyy jo oś y. Pozostł u w płszczyź z, ąt ędzy oż yć dowoly, l stją dw ąty post. Ułd oowy Kąty post dzy u,,. Dłuośc wtoów są óż. Nzw ułdu jst stoycz, oó lt jst postopdłośc. Ułd ttoly Dw os ówowż,,c. W sc stj sć cztoot - jdzj ctystyczy lt syt. Ułd uly zy os ówowż, oó lt szśc. Oś tójot poywjąc sę z dużą pzątą szścu 4 t os. Istj 48 ltów syt. s lty syt co szśc otd - ośośc uly. upę syt otdu ozcz sę O. - ozcz upę olodyczą tj. upę o jwyższj syt w dy ułdz ystloczy. dzo wży ułd w zyc półpzwodów. Ułd soly, α β 9, γ Występuj oś tójot zwył, lu oś tójot wsyj, ądź oś szścoot wsyj. N wszyst ąty post. W tóyc podęczc wyóż sę dw ułdy: soly oodyczy. Ułd oodyczy dj sę pzdstwć jo podwój ctową oóę solą węzły w putc /,/,/ /,//,/ d ypy Sc vs Dl dj stutuy ystlczj wyy oóę ltą y ł o j jwyższą sytę. N zwsz jst to oó lt post P, w tój pzypd jd to oóę ltą - węzły w ożc oó. Moą yć oó, tó opócz węzłów w ożc ją: węzły w ojętośc - ojętoścowo ctow I węzły podstwc - o ctowj podstw C węzły ścc - płso ctow F Oół stj 4 óżyc odzjów oó odpowdjący 4 odzjo sc vs. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Ułd ccy ypy sc vs ójsośy c α β γ tójsoś Jdosośy c αγ/ β jdosoś P, jdosoś C Roowy c αβγ/ oow P oow C oow I oow F tol c αβγ/ ttol P ttol I Hsoly c αβ/, γ/ sol P oodycz Ruly c αβγ/ ul P ul I ul F Sć putow z stutu ystlcz W pzypdu st zy węcj ż jdotoowj oą pojwć sę ow lty syt: os śuow, płszczyzy poślzu. Post stutuy ystlcz. Njęstsz upow ul w pzstz. Lcz oodycyj - lcz jlższyc sąsdów. Dl stutu ęsto upow LK. W pojdyczj wstw żdy to 6-cu sąsdów. Rys.7 Kttl Ułdy olj wstwy jdą duj. N wstw typu A ułdy wstwę typu. N wstw typu oż ułożyć wstwę typu A lu C. Powdz to do dwóc odzjów stutu ęsto upow. Stutu sol ęsto upow. Dl ułdu A-A - stutu sol, sć z zą. Położ tou A -,,, tou - /,/. /. Pzyłdy- H, H, Stutu ul płso ctow Dl ułdu AC-AC - stutu ul wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws płso ctow cc. Pzyłdy- zy szlct N, A, tl jdowtoścow A, Au, Pt. Uw: Mł zy ułoż toów powdzą do zdcydow óżyc stutu. z us yć z óżyc toów, oą yć t s toy w óżyc położc - stutu sol ęsto upow. Podo ędz dl stutuy dtu. Stutu ul ojętoścowo ctow - cc LK8. Pzyłdy - N, K, L Stutu post ucz LK6 Stutu CsCl j cc, z ty, ż to w śodu szścu jst y ż w ożc. z dwutoow, toy w z óż. Stutu NCl Dw podsc N Cl - żd z c -cc Wzdłuż uu [,,] oljo wstwy N Cl. Dw sc pzsuęt wzlęd s o połowę łówj pzątj szścu N -,,, Cl - /,/,/. Pzyłdy - PS, P, PS. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Stutu dtu Dw sc płso ctow, pzsuęt wzlęd s o /4 łówj pzątj. z dwutoow, położ toów,,, /4,/4,/4, toy t s. Ist zy dwutoowj pzsuc o /4 z LK z do 4. Ctystycz ttdycz otocz tou. ójot oś syt woół uu [,,]. Śod wsj w węźl w połow odc poędzy dwo sąsd węzł łówj pzątj. 48 ltów syt. Pzyłdy - dt,, z, α-s. Atoy s ł t sstutu dtu; Atoy s ł óżstutu ldy cyowj. Stutu ldy cyowj. ZS Podo do stutuy dtu, z ty ż dw podsc słdją sę z óżyc toów p. Z S. Istj oś tójot, syt wsj, 4 lty syt Pzyłdy - półpzwod upy III- As, IS II-I Cd, H. Stutu wucytu Stutu o wązc ttdyczyc. Dw ęsto upow sc sol pzsuęt wzlęd s wzdłuż os c, podsć oow toow. ls upoządow t so j dl stutuy ldy cyowj, dl poząd y - óż stutuy ystlcz. Pzyłdy: N, ZO, CdS Stutu wucytu. Wąz ccz w cłc stłyc Jśl ysztł zudowy jst z jdo pwst, sć słd sę z N toów o lcz toowj Z to y ZN ltoów N joów. Wwętz powło zęt - dz. Zwętz powło ltoow oą udzł w wązc cczyc - ltoy z powło s,p,d. My zt ułd: N - dz N - ltoów wlcyjyc Rówow jj wu dl to ułdu stową pol zyocczy. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Wąz tlcz ltoy ozlolzow soltywzow o octcj zędu c -. Dodt dz plz ltoow. S dz odpycją sę, z plzą ułd ówow. Wąz uuow. Njczęścj spotyy stutuy ęsto upow cc lu sol. Wąz owlcyj Wąz uow. Zzwyczj żdy z toów oddj jd lto do wąz. Pzyłd - wąz ttdycz dl stutuy dtu Ψ Ms. pwd. zl. ltou Położ tou Msu ęstośc pwdopodoństw zlz ltoów wlcyjyc w śodu odlłośc ędzy to. W czwtj up C,, S, α-s żdy to oddj 4 ltoy wlcyj do wązń; wąz czysto owlcyj. c Wąz joow. Sły uloows. ypowy pzyłd NCl. lto pzcodz od N do Cl t jst zlolzowy. Ψ Ψ N Cl - N Cl - ξ Joowość wąz N dlyc wązń joowyc, pzyczy owlcyjy Pzsuęc ozłdu ęstośc ltoowj ouj o joowośc wąz. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 7
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws d Wąz d ls Powło toow zęt - wąz sł, dzo s tptuy ystlzcj. Np. Kysztły zów szlctyc 4. Ops stów ltoowyc w cl stły o Dudo. o opsując pzwodctwo ltycz zwąz z swoody lto. o Dudo powstł zz po odycu ltou. vu l σ µ τ v dz: µ- uclwość, tz. pędość uosz v u w jdostowy polu ltyczy, τ - czs poędzy ozposz, l - śd do swood poędzy zdz, v - śd pędość ltoów. - octcj ltoów, oż zć z dołdoścą do zędu wlośc v - oż oszcowć z tody / v / σ - zyy W t sposó oż oszcowć dl czystyc tl doę swoodą ltoów l ~5-6 w tptuz K dl 4K l ~ c W opcu o zyę lsyczą spodzwy sę do swoodj zędu odlłośc ędzytoowj. Modl lsycz często używ w yc dzłc zy są tudo stosowl w zyc cł stło. z c wtowj pzzoczystość ysztłu dl pouszjącyc sę ltoów jst zozuł. Mc wtow w cl stły; Podstwy odlu jdoltoowo Złoż pzylż jdoltoowo: Położ toów sztywo zwąz z węzł sc. Mtod pol souzodoo - spowdzy zd wloltoow do ozwż jdo ltou zjdująco sę w potcjl pocodzący od joów w węzłc pozostłyc ltoów. Potcjł jst podyczy R R Ruc ltou opsy jst ów Scöd. HΨ,tΨ,t Opto : p H - t - Ψ t Ψ t,, t - souzodoy, zt zlży od czsu. Moż zt ozspowć Ψ,t Ψ, t Ψ - t Po podstwu otzyujy ów zlż od czsu: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 8
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws HΨΨ Zd - zlźć Ψ. Co dj podyczość ysztłu? c wdz loc wdz loc Jżl potcjł jst podyczy, tz: H - R dl żdo R ozpjąco sć vs to ozwąz ów Scöd ją postć: Ψ, u, dz u, R u, Dowód: R - opto tslcj o wto R R R Jśl ψ - ozwąz ów Scöd o, to R ψ tż jst ozwąz to ów o tj sj o H Ψ H Ψ HΨ Ψ Ψ R R R R R R Złóży, ż st ψr jst st zdowy pzypd stów zdowyc ozwżoy jst p. w sążc Z. R ψ ψ opsują t s st, zt R ψc ψ R ψ c ψ R Zt stj ucj zczywst R t ż c ψ R R Powż dl żdo R R : c ψ RR ψ RR ψ R R ψc ψ Rc ψ R ψ stąd - RR R R [RR ] Zt ucj R spł RR RR, oz Powyższ wu spł tylo ucj low: R R Zt dl żdj ucj ędącj ozwąz ów Scöd stj wto t ż, R ψ R ψ Ozczy zt szą ucję Ψ,, dz odóż óż ucj o ty sy Zdujy: u, Ψ, - R u, R Ψ, - R Ψ, -R Ψ, - u, Zt Ψ, u,, u, - ucj podycz Sty włs ltou w potcjl podyczy opsują dw lczy wtow, dz: wto lowy uuj óż sty o ty sy. J późj zoczyy d opsuj pso tycz. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Fucj loc Rozwąz ów Scöd postc Ψ, u,, dz u, - ucj podycz, zywy ucją loc. Ψ, - jst w oólośc ucją podyczą. Ruc ltou w stły potcjl cost jst podycz z dowoly dysts. H - - Ψ Ψ Rozwąz jst l płs: Ψ Po podstwu do ów Scöd Opto pędu p$ p$ Dl stło potcjłu ozwąz ów Scöd są ucj włsy opto pędu. Pęd jst doz ośloy, wtość włs opto pędu: p ss zyczy wto lowo. Potcjł podyczy Pł ucj loc - Ψ, u,, dz u, - ucj podycz. - wto lowy ltou, /λ Czy ucj loc opsuj lto o doz ośloy pędz? Czy p jst wtoścą włsą opto pędu. $ p u, u, u, u, p u, p - jst wtoścą włsą opto pędu. p - zyw sę pęd ystlczy wzpęd opto pędu outuj z Hlto d Rów p Wy ż ów Scöd z potcjł podyczy ozwąz w postc ucj loc: Ψ, u,, dz u, - ucj podycz. Po podstwu do ów Scöd otzyujy wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws p,,,,,,,,,, ˆ - - t, t, - u u u u u u u u u u Ψ Ψ po podstwu do ów Scöd sócu czy : ˆ -,, p u u Jst to tzw. ów p. so sy tywj J pozo powyżj sty w ysztl opsuj ucj loc: Ψ, u,, dz u, spł ów p: ˆ -,, p u u Włścwośc ów p: - Nzw ów z wzlędu występow człou popocjolo do. pˆ - Jst to ów podyczą część ucj loc u,. - Dl ów jst locz j dl płj ucj Ψ, l ozwąz poszuujy w postc ucj podyczj. - Zjąc ozwąz dl ozwąz dl dowolo stosując cu zuzń. - Zlżość jst ucją ltyczą, zt ucją cąłą pso tycz. Złóży ż: - zy ę dl - put Γ w oólośc dl do - zjąc ę w puc Γ cu zuzń oż wyzczyć woół putu Γ. d u u d u u H dz H H l l l l l l,,,, :...,, - H p H H Z wzlędu podyczość ucj u cłow oczyć oż do oó ltj. H l low ucj, oż zt ę -to ps pzdstwć w postc dl stu zdowo:... j j j j δ Jśl w put Γ jst stu p. u, to: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Z to wy ż współczy uszą yć ów zu, zt człoów lowyc oczjąc sę do duo zędu cuu zuzń jst wdtową ucją : j j j dz pzz loę do lsyczj zlżośc tyczj od pędu wpowdzy tso odwotośc sy tywj - j : l l j l l j d u u d u u j δ o wdtow o sytycz dwulow. - j - tso sy tywj sytyczy. Jśl stu jst w puc Γ to powzc stłj lpsod w pzstz. Po spowdzu do os łówyc:,, - słdow sy tywj sy tyw dl uów os łówyc Ms tyw w oólośc. postć zlżośc sy od wto lowo jst wy wpływu potcjłu podyczo uc ltou. lpsod stłj ops jst ów cost. Dlsz ocj oży wycąąć w opcu o zjoość syt ysztłu. W pzypdu ysztłu jdoosowo p. N y dl putu Γ: Powzc stłj lpsod ootow. W ysztl uczy, zotopowy s tyw jst sl: W polżu stu p. put Г oży sę oczyć do pzylż polczo pso polcz. W oólośc w zlżośc od wto lowo występują człoy wyższo zędu, tó zostły zd. W oólośc: ltou jst ucją słdowyc wto lowo,, - W zlżośc od wto lowo występują człoy wyższo zędu, tó zostły zd uwzlęd wyższyc zędów cuu zuzń. Powzc stłj w oóly pzypdu oż ć soplowy ct wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws - Jj sztłt zlży od wszystc ps - d tso sy tywj jd z łówyc polów zy cł stło Pzyłdow zlżość stów ps od wto lowo. Pzyłdow powzc stłj w dwuwyowj pzstz. Dl węszyc wtośc wto, oż zdć dlszyc człoów - W powyższy ops oż j uwzlędć wpowdzjąc zlżość ądź pso polcz. - Folz j dl swoodo ltou locz wzoy. - Ms zlż od psudopędu, zt zlż od pędośc typ tów ltywstyczyc Alo dość dlo dąc w pzypdu półpzwodów z wąsą pzwą tyczą. - Ms tyw z pzylż p w odlu dwupsowy Dl ów p y. - pˆ u, u, H H u, u, H, H pˆ Upzdo yło poz ż dl stu w, w du zędz cuu zuzń: dz p l, ul, p u, pl, l, l, Pzyjjy, ż odlłość dwóc ps p. ps pzwodctw ps wlcyjo jst stot jsz od pozostłyc odl dwu-psowy. Ozczy Dl tyc ps y: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws p, ± ± ± ± ± ± p, p, ± ± dz Pzz poów wdć, ż p, swoodyc ltoów ptz st.. Wlość p p, odpowd tyczj w odlu pw dl typowyc półpzwodów upy III- II-I jst zędu -, podczs dy jst w zs od uł ądź. Zt z doy pzylż: ± ± p p. dl ps p Zt w odlu dwupsowy sl lowo zlży od pzwy tyczj. W ptyc jst to słusz dl ps pzwodctw w typowyc półpzwodc. Pso wlcyj stutuę dzj soplową dj sę t posto opsć. - Półpzwod z wąsą pzwą tyczą W sytucj, dy ozwż w pś stją sę poówywl z ą pzwy tyczj to usy w sposó dzj zpośd uwzlędć t zuz H. W tj sytucj, w odlu dwupsowy szuy ozwąz postulując ucję lową w postc: Ψ u u, dz u v, u c, ucj loc dl ps wlcyjo v, c, pzwodctw dl. Fol dooujy ozwęc ucj lowj Ψ w z stów włsyc Hltou dl pojy w zowy pzylżu pzyczy od yc ps. Ψ spł ów Scöd H Ψ Ψ Zt spło jst tż uv, HΨ uc, HΨ uv, uc, Ψ Ψ P c Zt: P v dz c v d ps pzwodctw wlcyjo, Jżl wyzy slę t ż v, to c ± c P P uc pˆ uv. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws W dzj zwsowyc odlc uwzlęd sę pzyczy od pozostłyc ps stosując w c cuu zuzń tzw. tsocję Löwd P.O. Löwd, J. C Pys.9,96 95,. O. K, J. Pys. C. Solds, 49 957, P. P d W. Zwdz, Pys. Rv. 5, 8 996 5. Kws-lsyczy ops ltoów w cl stły Pędość upow ltoowj pcz lowj Jżl uwzlędy zlżość ucj lowj od czsu to ucj loc postć: Ψ, -ωt u,, dz ω/ћ. lto opsy tą ucją lową jst w pł zdlolzowy, pwdopodoństwo zlz w żdj oóc lt jst t s Ψ Ψ d u,,, u, d Ω Ω Utwózy pczę lową z stów ędący otocz stu o wtoz lowy. ωt Ψ, t A u d Cłujy po wszystc z otocz szśc o ou. Pcz low jst ucją włsą Hltou. ξ jst cąłą ucją, zt: ω ω ξ... ω ω ω Złdy: ucj u jst szyozą ucją l jst wolozą ucją. Ψ. t Au [ ξ ω ω ξ t] [ ω t] [ ω t d ξ Au ξ ξ ] [ ω t] Ψ. t Au J J J dξ wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws dz j t ξ j d J j j j ξ ω s α/α α α ω ω s s t t J j j j j j Ψ,t su t dz J j su. Wu dl su: lu t t ω ω Po zóżczowu to ów po czs dostjy wzó pędość pousz sę pcz lowj - pędość upow ltou w ysztl: v v ω Wos: - Pędość upow ltou zlży od stutuy psowj - W potcjl podyczy lto pousz sę z stłą pędoścą sończo do swood - Sończo do swood w lyc ysztłc wąż sę z odstępstw od dlo potcjłu podyczo dty putow, d tcz, dyslocj, łędy ułoż tp. - Ku pędośc jst postopdły do powzc stłj. Pso polcz:,, v W oólośc w pzylżu polczy oż zpsć: v Moż to uoólć wpowdzjąc pojęc sy pędowj:,, współzęd dl os łówyc. Msę pędową oży wyzczyć dośwdczl djąc zcow ltou w polu zwętzy. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws lto w polu zwętzy Złóży, ż zostł pzyłożo zwętz sł dzłjąc ltoy zjdując sę w sc ystlczj. Jśl lto pousz sę z pędoścą v pędość upow to pc wyo w jdostc czsu ów sę z ltou w ty czs: v s F v F & dt d dt d dt d Powż jst to spło dl dowolj pędośc v, zt: F & - z psudopędu w czs. Jst to pwdzw zlż o odzju sły pol ltyczo, sł Lotz: v F q Zt wto ћ spł to so ów co pęd dl ltou swoodo du pwo Nwto. Uw - sł F jst słą zwętzą. N lto dzłją sły oddzływ dz ltoów, l to już zostło uwzlędo djąc. Zpszy czj ów Nwto: F v dt d & & Rów to dj dcję tso odwotośc sy tywj zywzowj dl dowolj wtośc wto : so t jst sytyczy. Dl putu Γ jst o tożsy z tso odwotośc sy tywj wpowdzoy pzy owu zlżośc. Jśl tso t spowdzy do os łówyc to jst doly: Dl ysztłów ulyc dl putu Γ, :, dz - sl. W pzypdu ps polczo: - s tyw pędow z zlżośc pędośc od - s tyw zywzow z zlżośc pzyspsz od sły są dtycz. W oóly pzypdu są o óż. 6. Rów sy tywj Wpowdzo powyżj pojęc sy tywj opło sę ozwżc dotyczącyc zcow pcz lowj, wyozystując wpowdz pojęc pędośc upowj. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 7
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Rozwż t oż uoólć wpowdzjąc olz sy tywj ctv Mss Appoto - MA. Zod z : dl ów Scöd w postc: - U Ψ Ψ dl tóo: potcjł podyczy sc ystlczj U potcjł wolozy w oszz oó ltj p. potcjł dosz u, - ozwąz ów dl U, dl U ucj ltycz ozwąz dl -to ps są ucj w postc: Ψ Φ u, dz Φ spł: [ U ] Φ Φ Fucję Φ zywy ucją owd vlop ucto. Dl ps syczo, polczo: U [ ] Φ Φ U Φ Jśl U Φ [ ] Φ Ss zyczy ucj owd: wdt jj odułu ośl pwdopodoństwo zlz ltou dl dj oó ltj. dl U ucj Φ jst lą płsą; pwdopodoństwo zlz ltou w żdj oóc jst t so dl U ucj Φ jst lą płsą; pwdopodoństwo zlz ltou w żdj oóc zlży od postc U jst óż dl óżyc oó ltyc. Np. potcjł uloows powoduj lolzcj ltou w polżu ctu. Pzy zjdywu pwdopodoństw zlz ltou tz Φ uśdć w oę oó ltj. Pzyłd zstosow olzu sy tywj zost pody dl opsu płytc stów doszowyc. J. Lutt d W. Ko, Pyscl Rvw 97,869 955 wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 8
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws 7. Stutu psow stów ltoowyc. Modl ltoów pw swoodyc vs sc dl Ψ Ψ R R H H Rozwjy potcjł część podyczą ucj loc w sz Fou. Ψ Po podstwu do ów Scöd W du wyżu zostł zoy wsź suow. Podstwy, zt -. Poówując czy odpowdjąc ty sy słdowy ouows y: Nc: S S Zstosujy cu zuzń:...... Pzylż zow S N jst to pwd jżl dl joś - t pzypd zost ozwżoy późj wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 9 llou 9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws W zowy pzylżu: S Ψ, I ząd cuu zuzń zostwy w ówu wyzy co jwyżj pwszo zędu wzlęd zuz Z zowo pzylż: δ Zt dl o, dl II ząd cuu zuzń zostwy w ówu wyzy co jwyżj duo zędu wzlęd zuz Po pzsztłcu poęcu czyów wyższo zędu wzlęd zuz ż II y: 44 4444 4 4444 4 Wyozystując wy I zędu cuu zuzń: Dl w ostt wyżu dooo zy wsź Kozystjąc z wyż otzyujy wzó stów ltoowyc w du zędz cuu zuzń: Musy lczyć czj dy dl pwo pojw sę osolwość w owu powyższo wyż. wu Stosujy cu zuzń j dl stów zdowyc. Z ów dl w pzylżu zowy wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Moż zpsć powyższy ułd w postc czowj: Rozwąz to ułdu ówń jst: 4 ± ± W szczólośc dl ± ± Pzyłd: wy Oolc putu,, χ χ χ χ χ χ χ ± ± χ χ χ Rozwjjąc dl łyc χ χ χ ± ± ± Dl χ pojw sę pzw tycz Wpowdźy wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws ± χ χ ± 4 ± ± χ χ ± ± ± ± ± 4 4 dl >> - wu cuu zuzń Wos: - cy sty llou pojw sę pzw tycz. - ps ozdzl pzwą tyczą ją st - s tyw dl ou ps jst óż - > wu stosowlośc cuu zuzń, zt Modl pw swoodyc ltoów s s ; sy tyw ją óży pzw tycz cy sty z. llou - wtość ± zlży od stosuu tyczj do potcjlj. - jśl pzw tycz potcjl ł to sy tyw ± ówż ł, zt dzo wży wy Ψ 4 Ψ 4 4 4 ρ ρ 4 4 Dw ozwąz dl potcjłu podyczo odpowdjąc /: lw sto ozwąz z ą ższą, pw sto ozwąz z ą wyższą Pso tycz. Włścwośc H ψ ψ Ψ, u,, Zdy włścwośc Dl ucj spzężoj y : H ψ ψ Zt Ψ, u, - jst ozwąz o. W oólośc, jżl uwzlędy sp, - wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Nc R Ψ, u, u 44 44, -ucj podycz Dl jdo wyu powdz to do stępująco ozu: c Sty llou Dl jdo wyu jd stopń swoody y pso tycz ops dwo lcz wtowy, dl zczywsto z wl lcz wtowyc. Wu podyczośc pozwl ocz ozwżń d pz do pzdzłu < <. Jst to tzw. pwsz st llou. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Wyó śod ozwżo pzdzłu jst dowoly, zwyl śod w, wyłącz spw wyody. Kżd ozwąz dl spoz j oż pzdstwć jo ozwąz z I sty llou. d Stutu psow dl sc ystlczj tójwyowj Dotycczsow ozwż dotycząc sc jdowyowj oży uoólć pzypd sc tójwyowj. Pzypojy zsdcz ccy j spł zlżość : Pzystość - pzy zdu spu Podyczość - R dz R - wto sc odwotj Zt zjoość zlżośc w oszz pytywj oó ltj sc odwotj powęszoj zy dj płą ocję o stutuz psowj. dycyj wyy oóę sc odwotj w postc oó W-Stz. Jst to tzw. pwsz st llou. Kostucj I sty llou Pzypojy dcję oó W-Stz: Koó W-Stz - zó putów pzstz, tóyc odlłość od do putu sc jst węsz od odlłośc od wszystc yc putów sc. Jo śod oó wyy put. Dl żdo putu sc R zjdujy płszczyzę oddzljąc puty zjdując sę lżj putu ż putu. wto z cy sty llo. Rzut to wto wto jst ówy połow dłuośc wto. Zt wtoy cy sty llou spłją: oąc olj puty sc odwotj vs z otocz putu ostuujy w pzstz wto pwszą stę llou. Wtoy cy sty spłją: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Zdujy Wto wyzcz put pzcwlłj cy sty odpowdjący putow. Wtoy odpowdją dwó ówowży puto z cy I sty llo. - wu dycj Lu o Sty z cy I sty llo odpowdją ltoowy lo stojący Pzyłdy sć ucz Wtoy pytyw sc postj wyy w uc typu [], stł sc. Wtoy sc odwotj:,, ;,, ;,, R R R Pwszą stę llou stow szśc o ou ; put zjduj sę w śodu szścu. sć ucz płso ctow Koó lt szśc o ou Wyy wtoy pytyw postc: ;,, ;,, ;,, wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Wyzczy wtoy sc odwotj:,,,, 4 4 4 4 R,, ; R,, ; R,, ; Scą odwotą do sc FCC jst sć CC Wyzczy sztłt I sty llou. Njlższ węzły zjdują sę uc typu [] w odlłośc. Odpowdjąc wtoy wyzczją płszczyzy postopdł do c ędąc c sty llou. wozą o ośośc oy. Kolj toy zjdują sę uc typu [] w odlłośc. Odpowdjąc płszczyzy twozą szśc. Pwsz st llou cztstośc wy pz ośoścu szścu. 8. Sty ltoow toow sty w ysztl: I st llou dl stutuu ulj powzcowo ctowj. Put Γ zjduj sę w śodu sty. Puty typu uc typu [] z put X cy sty; puty typu Λ uc typu [] z put L cy sty. Zuwży ż puty K U óżą sę o d s o scowy wto lowy w uu [] są zt ówowż. L UX ówowż jst pzdłużu l ΓK poz I stę llou. Sty toow lsyow są popzz pzylżość do oljyc powło ltoowyc: s, s, p, s, p, d... W ysztl sty t ulją odycj wsut wzjo oddzływ ptz dodt Mtod cso wąz st. 7. Powoduj to stępując zy: - poszczólyc stów oż ulc z. - Dcj stów ższ ż w to ozszczp w polu o syt upy putowj. - Pw włścwośc zostją zcow ówy o stc o syt s, p d... ss tsoują sę t j sty toow o dj syt. - Mów o tyc stów w psowyc w z otyc stów toowyc w ysztl oczoy ct sl dosz yc stów p. stów d do stów p. - Pozoy oą zyżowć sę y poząd w ysztl ż w toc. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws 9. Stutu psow typowyc półpzwodów. Półpzwod upy I zwąz półpzwodow ypow stutu wzcoł ps wlcyjo W półpzwodc upy I, S, zwązc półpzwodowyc up A III As, IAs, IS, P, N A II I Cd, CdS, CdS su ps wlcyjo zjduj sę w puc Γ jst zudow łów z stów typu p ou. 6-co ot dcj ul zsu wsut oddzływ sp-ot węcj t tt ędz dlj. Dl półpzwodów ystlzującyc w stutuz wucytu N, CdS, CdS występuj dodtow ozszczp ps wlcyjo wyjąco z syt osowj tyc ysztłów, tzw. oddzływ pol ystlczocystl ld Pso pzwodctw: 4 ówowż w putc L sty llou tc putów jst os l pzcwlł py są óżą sę o wto sc odwotj. Kz 6 ówowżyc ów w putc typu w polżu putów X Półpzwod up A III As, IAs, IS, N A II I Cd, CdS, CdS u w puc Γ. Stopy półpzwodow ysztły sz. Pzyłd - Al As ysztł szy AlAs -As W podsc toowj y losowo ozłożo toy Al. N syt tslcj. Pzylż ysztłu wtulo CA vtul cystl ppoto: Do opsu, w pwszy pzylżu stosujy potcjł uśdoy AlAs As Różcę poędzy pwdzwy potcjł cso potcjł wtuly potcjł stopowy uwzlędy w cuu zuzń.. Kwzcząst w cl stły Wu podyczośc o-k - Kysztł sończoy twdz loc stutu psow ysztłu - Kysztł sończoy sończo lość stów, łopot z olzcją ucj lowj. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 7
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws - Kysztł sończoy oży wpowdzć wu zow ucj low z ońcc ysztłu l stojąc tudośc z ops dy lc stojącyc. - W lyc ysztłc do swood ltou jst ł w poówu z oz ysztłu - Szuy to podjśc, tó dl ysztłu sończoo sończo lość stów zpw wu podyczośc pwdłowy ops stutuy psowj. W jdowyowj sc zęc łńcuc w pścń zpwo podyczość sończo lość stów. W dwuwyowj sc dwuwyowy tous powzc pśc Rówowż jst to podyczośc z duży os L. Dl pzstz tójwyowj wpowdzy dodtow wu zow j ją spłć ucj low. Wu podyczośc o-k Ψ ; j,, Ψ L j j L j lczy cłowt w oólośc óż Zt ucj loc us spłć: L jj L u j j j u L j u dl j,, L j j co powdz do dl j,, czyl wto us spłć: j j ; dz j - cowt, dl j,, L j Jżl wto ozłożyy słdow używjąc jo zy wtoów jdostowyc sc odwotj, to z dcj tyc wtoów j j zt wy ż: j δ j L L L Zt dozwolo sty stową dystą sć putów ozłożoyc ówo w pzstz wto lowo stł ęstość stów. Koóę ltą sc odwotj powęszoą zy w żdy uu wypł L L L tc putów - lcz stów w pś. ęstość stów w pzstz wto lowo W oszz ysztłu wyzczoy wu zowy o-k zjduj sę L L L oó ltyc. s jst lość stów w pojdyczy pś. Zt ęstość stów w pzstz wto lowo jst stł wyos: L L L ρ l, dz ojętość oó ltj sc odwotj.,, l l wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 8
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws l c c c [ ] Wyozystując: y: { [ ] [ ]} l l Zt ęstość stów L L L L L L yszt l. ρ Jżl lczyy ęstość stów jdostową ojętość to: ρ ęstość stów w pzstz wto jst wloścą stłą zlżą od stutuy. Alocz, dl ułdów o ożoj wyowośc, dl pzstz o wyz otzyy: ρ D, ρ D c ty spow ęstość stów pzy zdu dodtowo stop swoody - spu ρ Jżl uwzlędy sp to stów jst dw zy węcj. zt : ρ 4 Fucj low zlży od zyc: pzstzj - spowj - σ Jśl spzęż ędzy σ: Ψ,σ ϕ χσ W zczywstośc stj spzęż sp-ot ów Scöd pzyjuj pzylżoą postć z ozwęc ów Dc: HH so Ψ,σ Ψ,σ dz H so - czło typu ltywstyczo, popw do ~ /c. H so σ c [ p] σσ, σ y, σ z σ σy σ z ; ; W cl stły popw t ozują sę yć dzo stot: dl dowolo sty ędą w oólośc óż zos dcję tóyc stów popocjol do - duży dl cężc joów; p. dl węszy ż dl S czy S, dl S jszy ż dl wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 9
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Jśl st jst o syt S tz. L ozszczp so. Dl stów P L występuj ozszczp sty o J/ J/. W pzypdu, S zwązów półpzwodowyc III- czy II-I pso wlcyj zudow łów z stów toowyc P toów lu I upy. Pso ul ozszczpu sut oddzływ so. z spu - Jżl uwzlędy sp - d Klsycj tl tl stutu ltoow z uwzlęd spu - jśl jst N oó ltyc to żdu stow toowu odpowd N jsc ltoy. Jśl uwzlędć sp to y N jsc w żdy z ps. Jśl oóę pzypd pzyst lość ltoów to y tl. Opócz ps cłowc zpłoyc y pso zpło częścowo. Wystczy dowol ł do pzs ltou do wyższo stu tyczo. Jśl oóę pzypd pzyst lość ltoów ps zcodzą s to y tl. W y ps cłowc zpło cłowc pust. Ntl dzly wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws zoltoy półpzwod w zlżośc od wlośc pzwy tyczj oddzljącj jwyższ pso cłowc zpło od pwszo pusto. c t jst uow o. 5. Czs dl pzystj lczy ltoów pzypdjącyc oóę ltą y pzypd zcodz ps s. Wtdy y tl. Np. tl II upy. j sj wtośc odpowdją ltoy z dwu óżyc ps óż sy tyw pędośc. Ay stwdzć czy w dy pzypdu y tl czy tl tz oślć: lość toów oóę ltą stutuę psową tz. zlżość czy ps zcodzą s czy. Włsośc ps cłowc wypłoyc Ay oślć włd wszystc ltoów z do ps do dj wlośc zyczj p. pęd, pędość lu jj wtość śdą, usy lczyć suy po o. wtoc sty llou cłowt lcz stów odpowd lcz toów. ρ d d 4 S Suyczy psudopęd Powyższ cł po st llou z z wzlędu pzystość. Dl -ucj osowj dl sc vs y: S wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws I : d cost I : d d I : d d tz. ż w szczólośc dl, dl uc osowj y: Ω Ω d d Ω Ω Ω Ω Ω dz Ω - oó lt jst osow w sc odwotj. Zt : v d 4 S d 4 S Cłowty pąd: j N v v Pzyśpsz: &v F F ltoy cłowc zpłoo ps oą uzysć dodtowo pędu. Nzpło pso ozłd ltoów pod wpływ zuz p. pol ltyczo ul z. Cłowty pęd ul z Zpło pso. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws żdy lto pod wpływ zuz docodzący do cy sty pzsuj duą powzcę. Suycz c sę z. <v> Wpływ zpłoyc ps oż zdć w wlu ozwżc p. dy tspot ltoy w ysztl zpło ps zpło ps ją wpływu Pojęc włsośc dzuy Jśl z zpłoo ps zć jd lto to zostj pso zpło N- lto. Dl ops suyczyc włścwośc tyc N- ltoów wpowdzy pojęc owj wzcząst -dzuy. Jśl pw wlość zycz ctyzując lto o wtoz lowy to wtość tj wlośc dl dzuy: d d N j N j Wto lowy dzuy: N Pędość dzuy: v v czyl d - dl ps w tóy uj ltou w st j vd d v Ms tyw dzuy: d - W pzylżc j stosujy zlży czy czy d W polu ltyczy : & & - z ów Nwto d wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 4
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Zt łdu dzuy jst dodt. Dl wszystc ltoów w pś: dzuy: d - Jśl ująco ltou oś to dzuy lj. ltou w pś wlcyjy, lczo od d ps pzwodctw: Zt: d d oż poąć pzslow. d d d > s dzuy wzcołu ps jst dodt ltou uj. Jśl tsuj s tylo pso wlcyj, wyod jst opowć języ dzu. v d d & d A dzuy w pś: d Dzu jst o. W tspoc lczy sę włd zówo od ltoów j dzu. Stosujy wtdy odl dwuośowy, p. w sytucj pzywjącyc sę ps. Jśl w dy zjwsu oą udzł ltoy dzuy tz uwzlędć o ps. ęstość stów dl ps polczo w pzstz jdo-, dwu-, tój-wyowj Wyzczy ęstość ρ dl ps polczo Nc N lcz stów o <. N ρ d ęstość stów dn ρ d wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 44
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws D D D ρ N [ ] [ ] ρ N [ ] [ ] 4 4 ρ N 4 N N 4 N ρ ρ dl > ρ wż!!. Osdz stów ltoowyc Sttysty ltoów w ysztl Dotycczs ozwżlśy sytucję odpowdjącą tptuz. ltoy osdzły sty o jższj. Ułd osął st odpowdjący u wwętzj. Dl w st ówow todyczj dl cost, Ncost l jst cłowt ułdu U swood FU-S, dz S top ułdu. Możlw jst osdz stów o wyższj. W sytucj ówowo todyczj pwdopodoństwo osdz do stu zlży tylo od to stu tptuy. Fucj ozłdu Fo-Dc ltoy są o, zt podpoządow są sttystyc Fo-Dc. Jżl ułd jst w ówowdz todyczj to pwdopodoństwo osdz pozou o wyos: ; dz: - potcjł cczy, czj Fo wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 45
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws,,5, Włścwośc ozłdu Fo:.5 pwdopodoństwo osdz stu o ówj Fo dl ozłd scodowy. dl ozyc scod zędu - pwdopodoństwo ż st jst osdzoy Jżl w pś jst ltoów to ρ d ρ d pso pso Cłę po d oży zstąpć cłą jdowyową po. Sttysty ltoów dzu w zdowyc półpzwodc Rozwży pzypd półpzwod dl tóo zczący źódł swoodyc ltoów dzu jst cz tywcj tczj pzz pzwę tyczą. Złdy ż >> Zt oży oczwć ż zjduj sę dzś w polżu połowy pzwy tyczj. Wyzy zo sl tyczj w śodu pzwy. Pwdopodoństwo osdz stów pzz ltoy ops jst ozłd Fo-Dc: Fucj ozłdu dzu: d Pętjąc, o ty ż dl dzu ę lczyy z pzcwy z wdzy, ż dl dzu - Fo, lczo wzlęd śod pzwy tyczj, z z. Wpowdźy oddzl sl tycz, lczo od d ps: dl ltoów d dl dzu.,5,,5 dzuy ltoy wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9, 46
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Dl ltoów: dl dzu: d Wtdy: d d Jżl >> oż zdć w owc: η ε ε dz: ε, ε, η Podo dl dzu η ε ε d d dz d d ε W t pzylżu ltoy dzuy ops są ozłd oltz. Koctcj ltoów w pś pzwodctw:.. pzw p d ρ dl dzu.. p wlc d d d p ρ Cł oży ozszzyć do sończoośc z wzlędu szy z ucj wyłdczj. Dl ps syczyc polczyc: d η ε po podstwu 44 η ε d Zt: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 47 η ε
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Alocz dl dzu: η ε p d Lu czj zpsując w postc ozłdu oltz dl dysto pozou: c c N v v P p dz w wyłdu y odlłość tyczą d do ps od Fo. N c P v tyw ęstość stów w pś: P N d v c Powyższ wzoy są pwdzw zwsz pzy spłu złożń zu zdowo zlż od to czy y sty doszow czy. c Pzypd sosty Źódł ltoów w pś pzwodctw jst wyłącz pso wlcyj s p s p d η l 4 d s η Otzyujy wu ę Fo lczoą wzlęd śod pzwy tyczj: l 4 d s Powż zzwyczj zt d > > Moży wyzczyć: s p W pzypdu sosty octcj ośów jst w doy pzylżu zlży wyłdczo od /. Ścślj - s W oóly pzypdu p ozystjąc z wzou octcję sostą oż zpsć: s s p s s η η η η Nlży pętć ż zówo s j η s są ucją tptuy. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 48
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Z powyższo wdć, ż dl zu ltoowo zdowo w półpzwodc zwsz jst spło: p s Koctcj sost typowyc półpzwodów \ 77K K K tł,5 9 c - 6 c - 8 c - IS PS - c - 7 c -, S, As 4 - - c - ZS, SC, N, ZO, C dt W powyższj tlc wtośc pożj c ją ssu dyż octcj zczyszczń, co z ty dz octcj wyjąc z tcjolo doszow jst węsz. Dl zu c toów octcj zczyszczń - c Doszow o octcj 6 c ocy to 7 z w sposó stoty włsośc zu. p. doszow oso P up tł typu doszow o III up tł typu p Wdć ż wtość pzwy tyczj jst wystczjący ytu ozóż półpzwodów zoltoów, p. czysty, S As ją w tptuz poojowj dzo są octcję ośów co czy j tł o włścwoścc zoltoów. Lpsz ytu dl półpzwodów stj ożlwość doszow powodująco zcząc zy octcj typu pzwodctw ltoy lu dzuy. Dosz dty W półpzwodc spotyy sz odstępstw od dlj stutuy ysztłu. Nlżą do c: dty stutuy ysztłu, lu, toy w położu ędzywęzłowy, dyslocj powstł p. w pocs wzostu. oc toy wpowdz tcjol lu wsut zczyszczń pozo czystośc Wsut c występow pojwją sę ędzy y: sty dozwolo w pzw wzooj sut odstępstw od potcjłu dlj sc łdu pzstz w zoltoc ow pzz swood oś Sty doszow dzly : wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 49
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws łęo potcjł ótozsęowy, zlolzowy łów w oszz jdj oó ltj p. lu, dosz zoltoow o tj sj wtoścowośc co czysty to p. N w IP. płyt - łow potcjł dłuozsęowy uloows. Płyt sty doszow - zw stoycz - potcjł uloows - p. ocy to o wtoścowośc o węszj jszj ż to podstwy Pzyłdy: to upy w lu S, S podstwjący w As. Ato o wtoścowośc wyższj o jd ż to czysty stj sę źódł potcjłu uloowso zodyowo stłą dltyczą ysztłu, wywoło dodtowy poto w jądz. Dodtowy lto ędący w pś pzwodctw odczuw t potcjł. Jo sty są ops ów sy tywj ptz st. 7: U Φ Φ U 4εε s wodoopodoyc stów zwązyc: R 4 dz R R ; R.6 ε s 4 ε wąz dl stu podstwowo D.6 ε s Dl typowyc półpzwodów.; ε s, zt wąz dl stu podstwowo jst zędu lltoowoltów. Poń o dl stu podstwowo jst zędu Å: 4ε ε s.5åε s St podstwowy jst dwuot zdowy sp. Dl stów cptoowyc sytucj jst dzj soplow z wzlędu dcję ps wlcyjo. W olz sy tywj dcj stu podstwowo jst t s j dcj ps wlcyjo dl. łęo sty doszow zw stoycz wąz węsz ż dl stów płytc tul zwc sę pzd wszyst uwę ct potcjłu wążąco dzj zlolzowy ż uloows dzł pzylż sy tywj ucj low zudow tylo z ucj loc jlższo ps położ tycz oż yć yląc sty pułpow, ct ocyj wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws c Osdz pozoów doszowyc w st ówow todyczj potcjł cczy Fo ltoów w zwuz Śd lcz cząst w ułdz: < > β j N j N j β N j j dz: N j lcz cząst w st j j stu j β β j N j Pzyłdy: - pwdopodoństwo z dołdoścą do uoow ż ułd zjdz sę w st j.. lto swoody w st o dy sp st, s o ; osdz stu pzsu ltou z zwuu st - z o - dw ożlw sty ułdu: N, N, β < > β β st o ; czty ożlw sty ułdu: N, N, sp N, sp N, sp. lto swoody w st o dy β β β < > β β β β. St podstwowy dosz β β pojy sty wzudzo!!! st s o D Możlw sty ułdu: N, N, D N, D St z dwo lto wyższą ę z wzlędu oddzływ uloows poędzy lto. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws β β β β β > < W oólośc, dl stu o dcj, tóy oż yć osdzoy jdy lto: β > < Dl octcj stów dooowyc N D octcj dooów utlyc β D D d N d Koctcj ośów w półpzwodu sosty Rozwży półpzwod, w tóy: N A octcj cptoów N D octcj dooów p A octcj utlyc cptoów D octcj utlyc dooów c octcj ltoów w pś pzwodctw p v octcj dzu w pś wlcyjy Z wuu utlośc ysztłu: c N A - p A p v N D - D c D N D - N A p v p A z ltoowy dzuowy zdowy: D ->>, - A >> Stąd: D << N D, p A << N A s v c A D v c p N N p Rozwży pzypd > półpzwod typu. p s v s c 4 4 Jśl >> s ~ c - dl, S, As c N D -N A wszyst dooy cptoy zjozow, N A ltoów spdło cptoy. A D v c A D s v N N N N N N p Alocz dl półpzwod typu p < p v N A -N D wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws D A v c D A s c N N N N N N Pzyłd: Dl S w K s ~ c - Wpowdzy N D 7 c - dooów jd lo Oczywśc N D Ntost 5 c p s. Pojęc opscj Nlży zwócć uwę ozóż poędzy loścą swoodyc ośów loścą ctów doszowyc. W wysoc tptuc octcj ośów ów jst óżcy octcj dooów cptoów octcj zjozowyc ctów doszowyc su. Stopń opscj wż l tud do zz wlość: dl typu - D A N N, dl typu p - A D N N. Zs sc tptu Doo w zoltoz Zs sc tptu dl półpzwod Część dosz - utl. Dl uposzcz złdy opscj N D >>N A. Dl spodzwy sę ż pozo Fo w połow poędzy st dooowy ps pzwodctw. p v << N D -N A Dl ozysty z ozłdu oltz A Koctcj ltoów ów jst octcj pustyc jsc doszc. D D D D d D D D N N N N p jżl D > D > p D D D N A D D A N wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 5
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws czyl N D l D A Czyl zczywśc dl pozo Fo w połow poędzy ps pzwodctw st dooowy. Koctcj swoodyc ltoów: D AN D A sł zlżość od lo Uw: Dl półpzwodów sopsowyc tywcj tczj wyos D opsy pocs jozcj dosz w N sc tptuc zcodz dy dosz D oż ttowć jo zolow. Dl węszyc octcj wz z l N D śdc odlłośc poędzy dosz stot oddzływ ędzy dosz ow powstw ps doszowo. jozcj lj do z pzjśc Mott zow zolto tl: c. 4 N D Odóż tlu od półpzwod d zlżośc l[/] Pzyłd: zlżość opou od tptuy dl IS D sosty doszowy jozcj dosz [K] 5 5-4 IS Y A X l/r -5-6 Pt lu o -------------------------------- A,86 ±,7-6 ± K -------------------------------- -7,,4,5,6,7,8,9, / [K - ] Złdjąc, ż w pwszy pzylżu pzwodctwo półpzwod jst wpost popocjoly do octcj ośów, oży oszcowć jo pzwę tyczą.. spot ltoowydzuowy w ysztl Mczy ozpsz Dotycczs dly ysztł, sty oślo u ps wto lowy. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 54
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Wpowdzy potcjł wyjący z dosołośc sc dty, dosz, d sc jo zuz. Pzyłdowo: dotycczs ozwżlśy ltoy ooy zlż. W ozwżc tspotu ltoowo usy uwzlędć pol ozpsz jdyc duc. Rozpsz z wto ltou: Oczyy sę do ozwż ozpszń lstyczyc:. Pwdopodoństwo ozposz ~, dz potcjł ozpszjący. Fooy optycz Z podłuży oo optyczy zwązy jst ot dpolowy, polyzcj ośod. Potcjł zuz: Φ ~, dz - łdu tywy jou. q Zt pwdopodoństwo ozposz ltou z stu, > do stu, > W, ~, Φ, ~ q Czs lscj pędowj c Rów tycz oltz spot ltoowy tl lu półpzwod; pol wlu cząst, ozpsz pol zwętz dl zów ozwązł oltz. Stosujy tody zy sttystyczj, opsujy st ułdu pzy poocy ucj ozłdu pwdopodoństw osdzń stów ltoowyc. St ówow todyczj ucj ozłdu Fo-Dc. W oólośc poszuujy ucj ucj ozłdu w st, tóy jst st ówow; st stcjoy ls stu ówow.,y,z,, y, z,t ucj zlż od położ wto lowo; oż yć ucją czsu. Np. zlży od popzz zwąz, oż zlżć w y sposó od. oż zlżć od położ p. w sytucj występow dtu tptuy. Rozwży poszczól pzyczy wpływjąc zę ucj w czs: dyuzj do jsc po czs t płyą t ltoy, tó w czs yły w jscu -vt,, t vt,, t dy zt v pol zwętz pod wpływ dzłjącyc sl z ul wto lowy. stąd & & F,, t, t, F t pol Łącząc t dw czy otzyujy tzw. czło dytowy ów oltz wyjący z ówń ucu: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 55
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws v F t dyt Musy uwzlędć zy ucj ozłdu wyjąc z ozpsz ltoów czło zdzowy Zdz z wto lowo z. częstość zdzń pzpowdzjącyc lto z stu do joolw. częstość zdzń pzpowdzjącyc lto do stu z joolw. W, [ ] ρ d Z 44 st woly [ ] W, ρ 44 Z st woly d Z ucj ozłdu pwdopodoństw wsut zdzń: t zd Oól postć ów oltz opsuj zę ucj ozłdu w czs ścsły dowód w opcu o ów Louvll: v F t t v F Wu stcjoy : t Rów óżczowo cłow, oól ozwąz ożlw. Lyzcj ów oltz Zod z cą wtową: W, W, t zd t zd Z Z W, W, ρ {[ ] ρ [ ] ρ } [ ] d Złdy ż ucj ozłdu jst ls stow ówow: d Złdy spcjlą postć ucj uzsdy pożj: v Χ, dz Χ ucj wtoow, zlż tylo od. Moż pozć ż jst to ówowż pzyjęcu ż δ - p. pzyłdy pol ltycz ul Fo pzsuw sę o δ. δ δ v Χ v W ty pzylżu: W, ρ Χ [ v v ] d t zd Z, v 4 ρ pzylż ps polczo Zt wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 56
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws t zd W, Χ d 4 Z Włścwośc W, złdy ż: pocs ozpsz jst zotopowy to złoż zwsz jst spło zdz są lstycz - W, δ Θ, ϑ dz: ϑ- ąt ędzy Cłujy w zyc syczyc d sϑ dϕ dϑ d Rzut - u wto -cosϑ, słdow postopdł do po wycłowu po ϕ dj zo. W, Χ d t 4 zd 4 t zd Z δ Θ, ϑ Χ Θ, ϑ Χ cosϑ v Χ Θ, ϑ cosϑ sϑd dϑ Osttcz otzyujy: t zd Θ, ϑ cosϑ sϑd dϑ Wpowdźy: τ Θ, ϑ cosϑ sϑd dϑ τ ss czsu lscj o: d lu czj dt τ τ zd sϑdϕ dϑ d Χ sϑ dϑ d dt zd τ Θ, ϑ cosϑ Jżl wyłączyy pzyczyę tó spowodowł zuz ucj ozłdu to: t t τ τ czs po j zuz ucj ozłdu zlj zy. Uw: czs lscj zlży od dl óżyc czów t zlżość oż yć óż sϑ dϑ Powyższ ozwż pozwlją zpsć ów oltz w stępującj postc: wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 57
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws t dz v F τ t Wu stcjoy dj: v dz F τ d Zlżość tycz czsu lscj pędowj dl podstwowyc pocsów ozpsz Złdy postć p p τ A τ Moż wyzć pwdzwość to złoż dl podstwowyc pocsów ozpsz tl. Zlżość tycz czsu lscj pędowj dl podstwowyc pocsów ozpsz ooy ustycz p τ A oś τ- lj utl dosz p/ τ A τ- stł ooy optycz p τ A dl >> oś τ- oś pol z wpowdz pojęc czsu lscj pędowj stot z zjozow dosz p τ A oś τ- oś p p Do swood λ v τ Dl ozpsz ooc ustyczyc zlży od, dl yc pocsów ozpsz do swood oś wz z wzost ltou dzuy. Rozwąz ów oltz w polu ltyczy v F τ Złdy ż y syst jdoody tz. Sł zwętz Fq, q± q τ. Oczy sę do człoów lowyc wzlęd zuz; odzucy czło jo łą duo zędu. q v τ wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 58
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws v Χ v q τ Odstępstwo od sty ówow jst popocjol do pol ltyczo. Zuwży ż t wy odpowd pzsuęcu ul Fo o wto, qτ δ powż 4 4 4 4 q q τ τ v,,5, Zdjy włścwośc pocodj ; Zt jst ucją sytyczą wzlęd. ; d Kozystjąc z tyc włścwośc: dy δ so pzwodctw Zjąc ucję ozłdu oż olczyć ęstość pądu ltyczo spot w polu tyczy t Hll, W c Hll zyy spd potcjłu U U y wzdłuż w popz pó. Zjąc j oży olczyć słdow pol ltyczo ; twozy oo pw ąt z u pądu, tzw. ąt lows. spytl wyzczy słdow tso opoośc włścwj ρ j. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 59
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws j ˆ σ ˆ σ j ρˆ j spot wloośowy Złdy, ż oś tó uczstczą w tspoc oż podzlć upy. Włd żdj z c opsy jst tso pzwodctw σ. v j j ; j σˆ Dl tso pzwodctw cłowto y j σ Zt σ σ spot dwuośowy Częsty pzypd: dzuy - σ ltoy. σ τ σ s τ τ σ sτ - dl dzu - dl ltoów Stł Hl: σ σ σ R H ρ σ σ σ poówu z Zt τ R H σ τ dl słyc pól w owu zdujy Wpowdzjąc czy ozposzow dl dzu ltoów złdjąc ż: σ w wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws τ τ τ τ τ τ R H pµ µ σ σ p,. dz: Pzyłd typu p p 6 c - 4 c - µ µ Z tu Hll t j dl półpzwod typu łszywy zultt Wdo uclwośc Złdy, ż w tspoc uczstczą upy ośów o óżj uclwośc: σ µ σ µ σ dµ Pzyłd: tspot w wstw ptsjlj IS. ρ, ρ y,,,, IS #45 4.K ρ ρ y σ y ; σ Ω - c - 8 7 6 5 4 IS #45 4.K σ σ y -, - -, 4 6 8 Mtc ld 4 6 8.48±.4 6 c - µ 6.± 5 c /s 4.6±. 6 c - µ 46.6±9.5 c /s p.77±.6 6 c - µ η 55.±7 c /s Wos o zu tu Hll w odlu dwuośowy pzy poówywlyc octcjc dcydują oś o wyższj uclwośc zwyl ltoy W pzypdu tspotu wloośowo z tu Hll oż ulć z Npęc Hll oż yć zow. wu slo pol óży dl óżyc ośów j Mtoopó popzczy ρ ρ ρ σ ~ - t uss ρ ρ σ wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6 -
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws Uw: ρ/ρ> opó oś z pol tyczy, ρ/ρ ~µ toopó występuj dl j toopó podłuży jśl pso jst sycz toopó podłuży pojw sę w pzypdu dwóc odzjów ośów ocz dołdjsz lz. t Hll jst t I zędu w polu t uss jst t II zędu w polu t Hll po toopou powdzą do wyzcz tso pzwodctw sposó wyzcz <τ>. Sł toltycz dt tptuy ucj ozłdu zlży od położ, F v ξ τ ξ d d d d ξ ξ ξ ξ Z dujstoy : Rozwży pzypd pol dtu ;. τ ξ ξ - v q v d d v q q F d d q v ξ ξ τ Rozwży pzypd jdowyowy d v q j ρ wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6 q > < τ
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws q dξ q < τ > < τ > ξ d ξ w podstwy ε η t j w q ε η q < ετ > η < τ > q < τ > < > j ετ ξ η q q < τ > Mzyy pojwjącą sę óżcę potcjłu dl u pzpływu pądu j. q < τ > < > ετ ξ η q q < τ > Pzyłd: top Dw óż tły, tóyc spoj zjdują sę w óżyc tptuc. d α d - zdolość toltycz jdo tlu wzlęd duo. Sł toltycz jst ddytyw Nlży jd tł uzć jo wzocowy wszyst współczy dowć wzlęd o Njczęścj używ sę jo wzoc cyy ądź ołowu Rozwżjąc pol złącz dwóc cł stłyc lży uwzlędć t występow potcjłu ottowo. Pzyłd złącz p-. W oszz złącz stępuj pzpływ łduów t dłuo ż stąp zów pozoów Fo. W owodz zęty su potcjłów ottowyc wyos zo. Jżl pozou Fo ul z wz z zą położ to powdz to do pojw sę óżcy potcjłów. potcjł zoy w owodz ltyczy potcjł d ps ξ - potcjł Fo zo wzlęd d ps ξ q Zt wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 6
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws ξ ξ p. pz dl złącz p q q Zt óżc potcjłów dξ d q d Kozystjąc z wypowdzoo popzdo wuu: < ετ > η q < τ > Zt d < ετ > α η d q < τ > Z S zlży od odzju ośów dl ltoów q- - α>. l oąc sod t S oż wyozystć do d typu pzwodctw półpzwodów: podłączy jd ott do półpzwod dotyy du, oący p. dut lutowcy lu pó w cły zoc Moż łtwo zpętć: pod wpływ dtu tptuy oś pzszczją sę do zo ońc; z potcjłu zo ońc - z ośów. Rząd wlośc tu µ 86 q d Dl półpzwodów S zlży od czów ozpsz Npęc toltycz dl półpzwodów jst zcz węsz ż dl tl o Fo sl zlży od tptuy. Dl tl otzyy pzz s wzó dj w pwszy pzylżu ; tz uwzlędć dlsz człoy w ozwęcu ucj ozłdu po tptuz t Plt t odwoty do sły toltyczj jst t Plt: zy dw óż tły, pzpuszczy pzz pę złącz pąd pojw sę dt tptuy. Zstosow cłodz p. dttoów. Podsuow zjws tspotu \Czy \ wtóy Czy \ pwoty \ Hll toopó ttus Mo- Ro-Lduc popzcz - podłuż zjwso Nst - ttus wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 64
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws D pol tycz o Kwtowy t Hll p Ułowy Kwtowy t Hll 4. Stutuy ożoo wyu powzc półpzwod łów poly dotycząc powzc: -zończ podyczośc, tuly dt powzc dl czyst, powzc l tl zw wąz dl ods ostucj powzc sposó otzy powzc czystj Lcz ct zwyc wązń jd węzł sc zlży od dsów ystloczyc powzc. Pzyłd: Dl stutuy ldy cyowj p. As powzc postopdł do uu [] [ ] ją włścwośc ccz - powzc A. o so dotyczy powzc postopdłyc do os c dl ysztłów o syt wucytu p. N. Rozóży wtdy tzw. powzcę lową zotową, co ozcz, ż zczywśc powzc ończy sę to lu lu zotu. N powzc ysztłu występują óżo odzju sty powzcow. Powdz to zwyl do pojw sę dodtowj ęstośc stów w oszz pzwy wzooj. W oszz tyc stów stępuj uwęz p pozou Fo. Łdu powzcow ojętoścow zjozow dosz są źódł dodtowo potcjłu. t to jst "wyęc ps" w polżu powzc. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 65
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws MOS Stutuy: tl-zoltotl- półpzwod MOS - tl-od-scoducto, MIS - tl-solto-scoducto. Np. S-SO -tl Polyzując stutuę MOS oży dopowdzć do wytwoz łduu powzcowo cy zolto - półpzwod. Koctcj to łduu oż yć otolow pzyłdy pęc. Zstosow - tzysto polowy. Kwz-dwuwyowy z ltoowy Jśl stud potcjłu wąs to cy półpzwod-zolto stępuj wtyzcj stów. W ówu sy tywj st. 7 dl potcjłu Uz U z Φ Φ y y Φ ϕ z wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 66
Podstwy Fzy Półpzwodów 7/8, Po. Ro Stępws z U z ϕ z ϕ z y Jśl osdzoy tylo jższy st tycz jsz od odlłośc ędzy st - ułd wzdwuwyowy. ypowy sytucj - ułd MOS p-s z wstwą SO ą Al - oż utwozyć wstwę wsyją w p-s. Wzdłuż wstwy wsyjj pąd pzwodz łów dwuwyowy z ltoowy ojętość pó. dzo wży pt - powzcow ęstość łduu. Koctcj w wstw wsyjj oż yć otolow pzyłożoy pęc ędzy tl półpzwod σ v C o t C o - pojość tlu jd. powzc. t - pęc poow. ęstość stów dl pojdyczo, wz-dwuwyowo ps: ρ D Otzyujy scodową ęstość stów. wsj: PFP_6.doc 9-9-7 :9 67