2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体的相干背散射产生的弱定域

半导体的相干背散射产生的弱定域 半导体的相干背散射产生的弱定域 考虑非理想半导体：存在随机分布的弹性散射中心. ● T→0时的费米能级可能高于或低于迁移边,这取决于掺杂和可能通过受主补偿.若费米能级高于迁移边，则为金属，因为这种情况下T→0 ，系统具有一定的导电性;若费米能级低于迁移边，则为绝缘体.随着掺杂浓度增加，绝缘体跃迁为金属，这称为莫特跃迁. ②混和半导体 并非所有的混晶的x或y的变化范围都是0-1，另外， 具有混溶隙. 它们具有确定的晶格结构（如 闪锌矿或纤锌矿结构）. ●混晶 ●能隙 其中参数b描述 对x 线性关系的偏离,一般很小.但是对于 参数b很大,因此随着x增 加,混晶的能隙达到最小值(低于x=0,1能隙). ●无序的产生 在微观尺度上,阴离子在空间分布不均匀, 例如在 中,某处 离子少,而 另一处 离子多,因此会产生价带的起伏. 同理，阳离子在空间分布不均匀, 例如在 中的 会产生导带的起 伏, 这种起伏又导致局域态的产生. ●局域态 局域态 其中 为尾态（局域态）总数,与材料常 数和材料成分有关. 称为尾参数. 越大,则 越大. 越大,则 越大. 若势阱的宽度为R，深度为V，那么局域 这表明空穴比电子更易局域. 一个粒子需要满足 其中N为原子密度, β为对应x值产生带边 位置的偏离. 当 由于空 穴的有效质量大于电子的有效质量,因此, 另外， 易局域（迁移率与有效质量成反比）. ③低维无序系统 越大,这意味着粒子越 若有效质量越大, ●混晶加宽. 混晶在边界的内扩散和偏析效应. ●阱宽起伏. 至少在原子或分子层数量级. 载流子局域的范围大于阱宽. ④非晶体半导体 ●最强的无序系统：仅存在短程有序. 平移矢量没有意义. ●无序产生的能尾覆盖整个能隙. ●悬挂键在能隙中产生能级缺陷,可能有两种状态：释放出未成键的电子成为正电中心,这是施主态；接收第二个电子成为负电中心,这是受主态， $$