文档介绍：第4章平衡半导体
湖南大学信息科学与工程学院
******@hnu.
罗海陆
微纳光电器件及应用教育部重点实验室
半导体中的载流子
主要内容
掺杂原子与能级
非本征半导体
施主和受主的统计学分布
电中性状态
费米能级的位置
4. 1 半导体中的载流子
在半导体中有两种类型的载流子电荷:电子和空穴
电子和空穴的平衡分布
说明:能级的分裂符合泡利不相容原理
如何理解能带的分裂
?
能带的形成
说明:由泡利不相容原理,任何两个电子不能具有相同的量子数,因此一个分立的能级必须分裂为一个能带
能级分裂为能带
例题分析 I:
计算一个电子当速度增加一个很小值时的动能的改变量
假设电子以时硅中价带有效状态密度为
假设电子
由于
例题分析 I:
计算一个电子当速度增加一个很小值时的动能的改变量
将具体值代入上式
转换为电子伏特形式
说明:相邻能级间的能量差值是很小的,所以允带中的分立能级可以看作是准连续的
允带与禁带
主要内容
固体中电的传导
三维扩展
状态密度函数
统计力学
说明: 一旦带负电的电子脱离共价键位置,就会在价带中产生一个带正电的‘空穴’
3. 2 固体中电的传导
3. 2. 1 能带和键模型
例题分析 II:
计算对应某一粒子波长的光子能量
已知波长
换算为更为常见的电子伏形式
能量为