TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ

[...]... đấy chính là các electron dẫn chính Chất bán dẫn không suy biến là chất có nồng độ hạt dẫn không cao, chất bán dẫn có nồng độ tạp chất lớn hơn 1020 nguyên tử/cm3 được gọi là bán dẫn suy biến và có tính chất giống như kim loại vì vậy nó dẫn điện tốt, năng lượng của hạt dẫn tự do trong chất bán dẫn suy biến không phụ thuộc vào nhiệt độ Có thể giải thích một cách đơn giản về bán dẫn pha tạp nhờ vào lý thuyết... rãi khi nghiên cứu các vật liệu bán dẫn Đặc biệt, giúp vận dụng để nghiên cứu tính chất hạt tải trong cấu trúc bán dẫn dị thể 1.4 Các cấu trúc dị thể Hai bán dẫn khác loại đặt tiếp xúc với nhau hình thành nên lớp chuyển tiếp dị thể đơn Do độ rộng vùng cấm của hai bán dẫn khác loại này khác nhau nên các cận vùng dẫn cũng như vùng hoá trị của chúng không nằm thẳng hàng dẫn đến sự chênh lệch năng lượng... hai bán dẫn này và tạo nên điểm chênh lệch của vùng Điểm chênh lệch này xảy ra đột biến tạo ra giếng thế hình tam giác lượng tử hoá chuyển động của hạt tải H1.4 a) a b Hình 1.4: Cấu trúc vùng tại lớp chuyển tiếp dị thể (a) và thế một chiều V(z) trong giếng lượng tử đơn (b) Thông thường cấu trúc dị thể được tạo bởi các lớp chuyển tiếp dị thể đa lớp, do đó có rất nhiều khả năng có thể xảy ra Nếu hai lớp. .. đổi về tính chất của chất bán dẫn dưới tác dụng của ánh sáng 17 Hai là, cấu trúc vùng năng lượng trong chất bán dẫn pha tạp Chất bán dẫn loại p (bán dẫn dương) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, các nguyên tử này dùng bốn electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng... vùng dẫn sẽ càng tăng lên, do đó, tính dẫn điện của chất bán dẫn tăng dần theo nhiệt độ (hay điện trở suất giảm dần theo nhiệt độ) Ngoài ra, tính dẫn của chất bán dẫn có thể thay đổi nhờ các kích thích năng lượng khác, ví dụ như ánh sáng Khi chiếu sáng, các điện tử sẽ hấp thụ năng lượng từ photon, và có thể nhảy lên vùng dẫn nếu năng lượng đủ lớn Đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi về tính chất. .. một chất GaAs trong giếng thế vô hạn Hình 3.3 cho thấy các kết quả về sự tính toán của ba trạng thái năng lượng thấp nhất của electron trong một giếng GaAs có chiều rộng lw bao quanh, giả thuyết với hàng rào vô hạn 29 3.2 Bài toán hạt tải trong mặt phẳng tán sắc tại lớp chuyển tiếp bán dẫn dị thể Hình 3.4: Cấu trúc lớp GaAs/ Gal – z AlxAs và sự dịch chuyển của các mặt phẳng khi thay đổi các hạt tải. .. năng lượng Fermi nằm ở vùng trống năng lượng Như vậy, tính dẫn điện của các chất rắn và tính chất của chất bán dẫn có thể lý giải một cách đơn giản nhờ lý thuyết vùng năng lượng như sau: Kim loại có vùng dẫn và vùng hóa trị phủ lên nhau (không có vùng cấm) do đó luôn luôn có điện tử trên vùng dẫn vì thế mà kim loại luôn luôn dẫn điện Các chất bán dẫn có vùng cấm có một độ rộng xác định Ở không độ tuyệt... tử dễ dàng chuyển lên vùng dẫn hoặc lỗ trống dễ dàng di chuyển xuống vùng hóa trị để tạo nên tính dẫn của vật liệu Vì thế, chỉ cần pha tạp với hàm lượng rất nhỏ cũng làm thay đổi lớn tính chất dẫn điện của chất bán dẫn 1.3 Gần đúng khối lƣợng hiệu dụng Theo cơ học lượng tử, mọi thông tin về tính chất của các hệ vật lý được bao gồm trong phương trình Schrodinger Đối với electron trong tinh thể, hàm sóng... của hạt tải từ ba chiều xuống hai chiều Đó là lí do mà các trạng thái của các hệ giếng thế lượng tử nói chung là hai chiều Tóm lại, trong hệ của giếng thế lượng tử bán dẫn bằng tổng năng lượng của electron hoặc lỗ trống, liên quan đến khối lượng m* trong mặt phẳng xung lượng kx,y , thì bằng nhau Ez + Ex,y được cho bởi: 2 E = En + k x,y 2m* 2 (3.28) 3.3 Bài toán hạt tải tại lớp chuyển tiếp bán dẫn dị thể. .. từ vùng hóa trị nhảy lên vùng dẫn (  Eg » 0,3 ÷ 3 eV) thì ta có chất bán dẫn 9 Hình 1.1: Phân loại các chất rắn theo sự lấp đầy của vùng hóa trị a.điện môi b .bán dẫn c.Kim loại Các chất rắn về mật độ dẫn điện được phân loại như trên do hiện tượng chất rắn xảy ra như sau: Sự dẫn điện về bản chất là chuyển động của các điện tử trong tinh thể Nếu xét theo bức tranh vùng năng lượng thì đó hiện tượng điện . của hạt thay đổi 38 3 .5. Mật độ trạng thái và độ cư trú các vùng con của hạt tải 41 3 .5. 1. Mật độ trạng thái 41 3 .5. 2. Độ cư trú các vùng con của hạt tải 45 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO. thể 4 1.1.1. Đối xứng tịnh tiến 4 1.1.2. Mạng Bravais 5 1.1.3. Ô đơn vị và ô cơ sở 6 1.1.4. Các phép đối xứng của mạng tinh thể 7 1.1 .5. Phân loại các mạng Bravais 7 1.1.6. Hệ lập phương. trong bán dẫn. 2 4.3. Nghiên cứu các tính chất hạt tải tại lớp chuyển tiếp bán dẫn dị thể. 2 5. Đối tượng nghiên cứu 2 6. Phạm vi nghiên cứu 2 7. Cấu trúc của đề tài 2 8. Giả thuyết khoa