Физика кафедрасы Қабылбеков К. А. Жартылай өткізгіштер физикасы Лециялар жинағы 5В011000, 5В060400 физика мамандығында оқитын студенттерге арналған Шымкент-2020ж
жүктеу/скачать 4,06 Mb.
|
Жартылай өткізгіш физикасы-Лекции (копия)
- Бұл бет үшін навигация:
- Жартылайөткізгіштердегі электрондар мен тесіктердің статистикасы. 22. Күй тығыздығы. Электрондар мен тесіктердің концентрациясы
| 21. Квазибөлшектер ұғымы.
1.Қатты денелердің көп қасиеттерін квазибөлшек ұғымын ендірумен түсіндіру оңайға түседі. Электрон, тесіп квазибөлшектерден басқа да типтері квазибөлшектер бар деп есептейік. Бұлар токсыз квазибөлшектер . Мысалы: экситондар мен полярондар экситон – бұл кристалдағы атомның қозу қозғалысы, біріқ бұл қозған атом қозғалысы емес. Бұл қозу бір атомнан екінші атомға ауысуы. Экситондық деңгей – қоспа деңгейіне ұқсас. Полярон – иондық байланыстағы заттарда кездеседі. Оны төмендегіше түсіну керек: Өткізгіш электрон өзінің өрісімен айналасындағы кеңістікті поляризациялайды. Осының әсерінен индукцирленген заряд пайда болып ол электронмен әрекеттесуі осы әрекеттесумен қосымша потенциалды шұңқырлы потенциалды энергия пайда болады. Ол электронды шұңқырда локалдайды. Электронның қозғалысы поляризация облысының қозғалысын тудырады. Электрон мен поляризацияланған облыс жүйесін – полярон деп атайды. 2. 1 – 6 айтылғандардың барлығы квазибөлшектер үшін де дұрыс болады Жартылайөткізгіштердегі электрондар мен тесіктердің статистикасы. 22. Күй тығыздығы. Электрондар мен тесіктердің концентрациясы Электрондар (n) мен тесіктердің (р) концентрациялары Бриллюэн зонасында таралу функциялардан интеграл түрінде алынады: Ферми – Дирак таралуы электрондар мен тесіктер үшін энергия мен температурадан тәуелді. Сондықтан электрондар мен тесіктердің концентрациясын есептеу үшін Бриллюэн зонасының көлемі арқылы интегралдаудан зона бойындағы энергия арқылы интегралдауға ауысу керек. Ол үшін күй N (Е) тығыздығы ұғымын пайдаланады. Күй тығыздығы N (Е) дегеніміз кристалдағы күй санының бір өлшем көлемге шаққандағы бір өлшем көлемге шаққандағы бір өлшем энергия интервалда жататын шарттан анықталады: N (Е) - функциясы изоэнергетикалық бет формасымен анықталады. Энергияның квазиимпульстан квадраттық тәуелділігінде N (Е) үшін Е – ның минимумында Еc ал Е – ның max - да Еv - күй тығыздығы үшін эффективтік масса - эффективтік масса мен Бриллюэн зонасының (М=1 және энергия беті – сфера) ортасында жатса, онда . Электрондардың концентрациясы тесіктердің концентрациясы – өткізгіштік зонадағы эффективтік күй саны – валенттік зонадағы эффективтік күй саны Ерекшеленген жартылай өткізгіш үшін электрондар концентрациясы ал тесіктер концентрациясы Ерекшеленбеген жартылай өткізгіштерде электрондар мен тесіктер концентрацияларының көбейтіндісі (n*p) Ферми деңгейіне тәуелді емес. Егер Ферми деңгейі – дан – дан кем емес төмен, немесе - дан – дан кем емес жоғарыда орналасса - жартылай өткізгіш ерекшеленбеген деп аталады. Яғни, ерекшеленбеген жартылай өткізгіште Ферми деңгейі тыйым салынған зонада орналасады. Егер Ферми деңгейі зона ішінде энергия экстремумынан 5 аралығында орналасса, онда толық ерекшеленген жартылай өткізгіш деп аталады. Егер Ферми деңгейі – дан 5 - дан кем емес жоғары орналасса, онда электрон концентрациясы Т – дан тәуелсіз болады. ал тесіктер концентрациясы жүктеу/скачать 4,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|