1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

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

53 351 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 53
Dung lượng 1,93 MB

Nội dung

[...]... 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

Ngày đăng: 30/09/2014, 20:56

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Đào Trần Cao (2007), Cở sở vật lí chất rắn, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cở sở vật lí chất rắn
Tác giả: Đào Trần Cao
Nhà XB: Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Năm: 2007
2. Nguyễn Thế Khôi (1992), Vật lý chất rắn, Nhà Xuất Bản Đại Học Sư Phạm Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vật lý chất rắn
Tác giả: Nguyễn Thế Khôi
Nhà XB: Nhà Xuất Bản Đại Học Sư Phạm
Năm: 1992
3. Lê Thu Lam (2007), Tính chất hạt tải trong các hệ bán dẫn thấp chiều, Luận văn cử nhân Vật Lí, Trường ĐHSP Thái Nguyên, Thái Nguyên Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tính chất hạt tải trong các hệ bán dẫn thấp chiều
Tác giả: Lê Thu Lam
Năm: 2007
4. Pacl Harrison (1999), Theoretical and computational Physics, The University of Leeds June Sách, tạp chí
Tiêu đề: Theoretical and computational Physics
Tác giả: Pacl Harrison
Năm: 1999
5. V.GaPoNenKo (1998), Optical Properties of Semicondutor Nanocrysta, Cambridge University Press Sách, tạp chí
Tiêu đề: Optical Properties of Semicondutor Nanocrysta
Tác giả: V.GaPoNenKo
Năm: 1998
6. Vi.Wikipedia.org /Wiki /chất - bán - dẫn Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1: Phân loại các chất rắn theo sự lấp đầy của vùng hóa trị. - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 1.1 Phân loại các chất rắn theo sự lấp đầy của vùng hóa trị (Trang 12)
Hình  1.2:  Cấu  trúc  năng  lượng  của  điện  tử  trong  mạng  nguyên  tử  của  chất bán dẫn - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
nh 1.2: Cấu trúc năng lượng của điện tử trong mạng nguyên tử của chất bán dẫn (Trang 19)
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) - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
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) (Trang 21)
Hình 1.5: Thế một chiều V(z) trong vùng dẫn và vùng hóa trị trong giếng  lượng tử đa lớp (MQW) của hệ loại I (a), siêu mạng của hệ loại I (b), siêu mạng  hoặc MQW của hệ loại II (c) - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 1.5 Thế một chiều V(z) trong vùng dẫn và vùng hóa trị trong giếng lượng tử đa lớp (MQW) của hệ loại I (a), siêu mạng của hệ loại I (b), siêu mạng hoặc MQW của hệ loại II (c) (Trang 22)
Hình 2.1: Quá trình hấp thụ một photon dẫn tới kết quả là tạo thành cặp  electron - lỗ trống được minh họa bằng một dịch chuyển thẳng đứng (a ) thể  hiện năng lượng và động lượng đồng thời được bảo toàn hoặc có thể được coi  như là sự biến đổi một photon  - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 2.1 Quá trình hấp thụ một photon dẫn tới kết quả là tạo thành cặp electron - lỗ trống được minh họa bằng một dịch chuyển thẳng đứng (a ) thể hiện năng lượng và động lượng đồng thời được bảo toàn hoặc có thể được coi như là sự biến đổi một photon (Trang 23)
Hình 2.2: Đường cong tán sắc của một exciton và quá trình chuyển đổi  quang học tương ứng để hấp thụ một photon và tạo exciton - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 2.2 Đường cong tán sắc của một exciton và quá trình chuyển đổi quang học tương ứng để hấp thụ một photon và tạo exciton (Trang 26)
Hình 2.3: Phổ hấp thụ của đơn tinh thể ZnSe gần hấp thụ cơ bản ở nhiệt  độ tương ứng với 88K (a) và 300K (b) (Gribkovskii và cộng sự - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 2.3 Phổ hấp thụ của đơn tinh thể ZnSe gần hấp thụ cơ bản ở nhiệt độ tương ứng với 88K (a) và 300K (b) (Gribkovskii và cộng sự (Trang 27)
Hình 3.1: Giếng thế vô hạn một chiều bị giam giữ. - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.1 Giếng thế vô hạn một chiều bị giam giữ (Trang 29)
Hình 3.2: Giải đối với giếng thế vô hạn một chiều hạt bị giam giữ. - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.2 Giải đối với giếng thế vô hạn một chiều hạt bị giam giữ (Trang 30)
Hình 3.3: Biểu diễn ba mức đầu tiên của năng lượng so với chiều rộng của  giếng thế đối với electron của một chất GaAs trong giếng thế vô hạn - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.3 Biểu diễn ba mức đầu tiên của năng lượng so với chiều rộng của giếng thế đối với electron của một chất GaAs trong giếng thế vô hạn (Trang 31)
Hình 3.4: Cấu trúc lớp GaAs/ Ga l – z  Al x As và sự dịch chuyển của các mặt  phẳng khi thay đổi các hạt tải - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.4 Cấu trúc lớp GaAs/ Ga l – z Al x As và sự dịch chuyển của các mặt phẳng khi thay đổi các hạt tải (Trang 32)
Hình 3.5: Minh họa sơ lược sự tán sắc trong mặt phẳng (k x,y ) và cấu trúc  vùng con. - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.5 Minh họa sơ lược sự tán sắc trong mặt phẳng (k x,y ) và cấu trúc vùng con (Trang 33)
Hình 3.6: Lời giải đối với giếng thế hữu hạn. - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.6 Lời giải đối với giếng thế hữu hạn (Trang 35)
Hình  3.8:  Các  mức  năng  lượng  trong  giếng  thế  lượng  tử  đơn  GaAs  với  khối lượng hiệu dụng bằng hằng số m * = 0.067 m 0  và V=100 meV - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
nh 3.8: Các mức năng lượng trong giếng thế lượng tử đơn GaAs với khối lượng hiệu dụng bằng hằng số m * = 0.067 m 0 và V=100 meV (Trang 38)
Hình 3.9: Các hàm riêng     z của ba mức năng lượng đầu tiên về 200A 0 GaAs trong giếng thế của hình 3.8 - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.9 Các hàm riêng    z của ba mức năng lượng đầu tiên về 200A 0 GaAs trong giếng thế của hình 3.8 (Trang 39)
Hình  3.7  mô  tả  các  trạng  thái lẻ  f  (E). Trong  thực  tế, số  hữu  hạn  của  các  điểm  gián  đoạn  có  thể  dẫn  đến  các  nghiệm  bị  mất  nếu  nghiệm  đầu  tiên  E (0) không được giải chính xác - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
nh 3.7 mô tả các trạng thái lẻ f (E). Trong thực tế, số hữu hạn của các điểm gián đoạn có thể dẫn đến các nghiệm bị mất nếu nghiệm đầu tiên E (0) không được giải chính xác (Trang 39)
Hình 3.10:  electron của năng lượng E ở trạng thái cơ bản là một hàm có  chiều rộng  l  , của một giếng thế GaAs được bao quanh bởi hàng rào Ga l-x Al x As,  đã được xét đối với cả hai mẫu khối lượng không đổi và khối lượng rào thế thay  đổi - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.10 electron của năng lượng E ở trạng thái cơ bản là một hàm có chiều rộng l  , của một giếng thế GaAs được bao quanh bởi hàng rào Ga l-x Al x As, đã được xét đối với cả hai mẫu khối lượng không đổi và khối lượng rào thế thay đổi (Trang 41)
Hình 3.11: Sự chênh lệch năng lượng    E 1 E 1 (m * =constant) – E 1 (m * (z))  với các cấu trúc giống như hình 3.10 - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.11 Sự chênh lệch năng lượng   E 1 E 1 (m * =constant) – E 1 (m * (z)) với các cấu trúc giống như hình 3.10 (Trang 43)
Hình  3.12:  Mật  độ  trạng  thái  như  là  hàm  của  năng  lượng  đối  với  giếng  lượng tử GaAs 200 A 0  bao quanh bởi hàng rào vô hạn - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
nh 3.12: Mật độ trạng thái như là hàm của năng lượng đối với giếng lượng tử GaAs 200 A 0 bao quanh bởi hàng rào vô hạn (Trang 47)
Hình 3.13, ví dụ về các hàm phân bố f FD (E) đối với 3 mức đầu tiên bị giam  giữ trong  của  giếng  thế lượng tử vô hạn 200  A 0   GaAs - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.13 ví dụ về các hàm phân bố f FD (E) đối với 3 mức đầu tiên bị giam giữ trong của giếng thế lượng tử vô hạn 200 A 0 GaAs (Trang 48)
Hình 3.14:   Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với chuẩn năng lượng Fermi mô  tả sự phân bố electron của trạng thái cơ bản E 1 - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với chuẩn năng lượng Fermi mô tả sự phân bố electron của trạng thái cơ bản E 1 (Trang 49)
Hình 3.14, trình  bày  năng lượng  Fermi  E F   là  một hàm  của  nhiệt độ  T  đối  với năng lượng trạng thái cơ bản E 1 =14031 meV - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.14 trình bày năng lượng Fermi E F là một hàm của nhiệt độ T đối với năng lượng trạng thái cơ bản E 1 =14031 meV (Trang 50)
Hình 3.16: Ảnh hưởng của mật độ electron về chuẩn năng lượng Fermi mô - TÍNH CHẤT HẠT TẢI TẠI LỚP CHUYỂN TIẾP BÁN DẪN DỊ THỂ
Hình 3.16 Ảnh hưởng của mật độ electron về chuẩn năng lượng Fermi mô (Trang 51)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w