А., Абуова Ф. У. Конденсирленген күй физикасы астана 2011
жүктеу/скачать 17 Mb.
|
Пособие по ФКС каз.окон
| 9.14-сурет. Қоспасы жоқ жартылай өткізгіштің температурасы мен өтімділік логарифмі арасындағы тәуелділік
Ом заңының дифференциалды түрін (9.30) және (9.14) теңдеулерімен сәйкестендіріп, және мәндері -ге пропорционал болатындығын аламыз. Төменгі қатынас арқылы жаңа – электр тоғын тасушылардың қозғалғыштығы µ шамасын енгізген ыңғайлы: (9.31) Бірлік шамасындағы өрісте заряд тасушының қозғалғыштығы саны жағынан тасушы қозғалысының дрейфті жылдамдығына тең болатындығын осы қатынас арқылы көруге болады. Заряд тасушылардың қозғалғыштығы ұғымы – жартылай өткізгіштер физикасында қолданылатын ыңғайлы ұғым. Жартылай өткізгіштер теориясында кездесетін көптеген күрделі қатынастардың жазылуы қозғалғыштық ұғымы арқасында әлдеқайда жеңілденеді (мысалы, Холл эффектісіне арналған бөлімде жиі кездеседі). (9.30) теңдеуін мына түрде қайта жазуға болады: (9.32) Әдетте электрондардың қозғалғыштығы кемтіктердің қозғалғыштығынан әлдеқайда жоғары, өйткені кемтіктің қозғалысы– көптеген электрондардың секіруімен байланысты күрделі процесс. Жартылай өткізгіштердің қоспалы өтімділігі. Кейбір қоспалар концентрациясы аз болғандығына қарамастан жартылай өткізгіштердің өтімділігін қатты өзгертеді. Мұндай қоспалар артық еркін электрондардың немесе кемтіктердің пайда болуына әкеледі. Оларды сәйкесінше донорлық қоспалар (электрондарын беретін) немесе акцепторлық қоспалар (электрондарды алатын) деп атайды. Донорлық қоспаларды енгізгенде болатын жартылай өткізгіштерді донорлық жартылай өткізгіш дейді. Оны тағы электронды (өйткені онда артық еркін электрондар бар) немесе n -типтегі жартылай өткізгіш деп атайды: negative – деген сөзі теріс дегенді білдіреді. Акцепторлық қоспаларды енгізгенде жартылай өткізгіш акцепторлық жартылай өткізгіштер деп аталады. Оны басқаша кемтікті деп те атайды (өйткені онда артық еркін кемтіктер бар) немесе р –типіндегі жартылай өткізгіш деп атайды: positive – сөзі оң дегенді білдіреді. Донорлық жартылай өткізгіштер – жартылай өткізгішке нәтижесінде электрондары жеңіл "айырылып" кететіндей элементтерді қосқан жағдайда болады. Мысалы, егер төрт валентті кремниге (немесе германийге) бес валентті мышьякты (немесе фосфорды), қоссақ, онда соңғы элемент кристалды торда өзінің төрт валентті электронын төрт валентті байланысты құру үшін қолданады, ал бесінші электрон "артық" болып қалады, мұндай электрон атомнан еркін айырылып, кристалл бойы еркін қозғалады. Осы жағдайда кристалда артық еркін электрондар қалыптасады. Қоспасы жоқ жартылай өткізгіштердегідей мұнда да электронды – кемтікті жұптың түзілетіндігін ұмытпау керек, бірақ ол үшін жеткілікті көп энергия қажет, сондықтан да бөлме температурасында мұндай процесстердің ықтималдығы (9.32) теңдеуіне сәйкес әлдеқайда аз. Донорлық жартылай өткізгіштердегі электрондарды басты заряд тасымалдаушылар, ал кемтіктерді – басты емес заряд тасымалдаушылар деп атайды. Зоналық теория тілінде "жеңіл айрылатын" электрондардың пайда болуы тыйым салынған зонада, өтімділік зонаның төменгі жағында, донорлық деңгейінің пайда болуымен сәйкес келеді (9.15-суретті қара). Осы деңгейден өтімділік зонаға көшуі үшін электронға валентті зонадан өтімділік зонаға көшу кезіндегі энергиядан әлдеқайда аз энергия қажет (9.15-сурет), ол электронның ковалентті байланыстан кетуіне сәйкес келеді. жүктеу/скачать 17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|