2022-2023学年高二物理竞赛课件：带电的杂质与流动载流子

带电的杂质与流动载流子 带电的杂质与流动载流子在空间是分离的, 部分甚至在掺杂的势垒和势阱之间加入未掺杂的势垒层, 因此减少带电的杂质与流动载流子之间散射. 电离的掺杂原子和自由载流子的空间电荷导致能带的弯曲, 此能带可以由泊松方程 穴）热电离进入势垒的导带（价带）, 然后通过热扩散达到势阱，被俘获,这样在势阱中以高迁移率产生高二维载流子浓度. 3 求解，其中Φ是静势能，ρ为空间电荷. 调制掺杂是高电子迁移晶体管，或调制掺杂场效应管的基础。在SL或MQW中施主和受主的束缚能取决于距势垒距离决定的参数。 ⑥深能级杂质 远离CB, 远离VB(在能隙中心附近). ●杂质产生多重能级 Ⅵ族杂质Se,Te在Ge中产生两重施主能级； Ⅱ族杂质产生两重受主能级； Ⅰ族杂质产生三重受主能级. 能隙内杂质能级间产生跃迁. ●关于宽带半导体和绝缘体能隙内深中 能隙越宽，能级数增多. 深中心的载流子有时与体材料和（或）局域声子模发生强耦合，产生非常宽的辐射谱和吸收谱， ●上述氢原子理论对深中心不完全适用.因为用源原子轨道所描述的波函数必须考虑周围原子的影响,即邻近原子的分布的对称性,铜、镍 、铁、铬和其它元素都 心之间跃迁研究已经很成熟. ●这样的深中心可以和导带和价带交换载流子（相比施主和受主）,它们被称为复合中心.复合可能产生电磁辐射,或非辐射（产生声子）.一些深中心提供了电子-空穴对退激发快速复合渠道,使载流子的寿命大大降低,影响发光效率. 具有这样的深能级. ⑦等电子杂质:晶格中原子被同族原子所 取代.可以形成电子或空穴的陷阱. 如Te(Ⅵ族元素)取代ZnS中S(Ⅵ族元素), Te取代ZnSe中Se(Ⅵ族元素). ⑧两性杂质：即起施主,又起受主作用,并 且 （电子被中性杂质所接受,相应 处于较高的能量状态). 这取决于杂质掺入晶格中的方式, 由此存在自补偿可能. ⑨缺陷 ●点缺陷若失去正离子,则成为负电中心, 起受主作用；负离子空位,则成为正电中 心,起施主作用. 2.中度掺杂 ●杂质能级变成能带； ●杂质能带产生导电性； ●杂质电离能降低（载流子产生屏蔽）. 3.重度掺杂 ●能尾形成：杂质中心和主带中电子相互作用使得靠近禁带的电子状态向禁带中散开. ●能隙减小：施主粒子对电子作用，受主粒子对空穴作用，使得载流子能量降低. $$