Электр өткізгіштіктің температураға тәуелділігі (тұрақ- ты токта). Аморфты жартылай өткізгіште күй тығыздығы 13.6- суретте көрсетілген кескінге ие. Күй тығыздығының бұл моделі негізінде өткізгіштің үш механизмін ажыратуға болады.
1. Өткізгіштік, бекітілмеген күйде қоздырылған, тасымал- даушылармен байланысқан. Бұл жағдайда ауысудың пайда бо- луы кристалдық жартылай өткізгіште қалай орын алуына ұқсас болады. Тәжірибеге байланысты аморфты жартылай өткізгіш- тердің көбінде ток кемтік арқылы ауысады:
exp EF E , (13.2)
B
0 k T
уелді емес. Н. Моттың бағалауынша, 0 350
1 см1 Тәжі-
рибе бойынша, аморфты жартылай өткізгіштің көбі үшін 0
мәні (100-500) Ом-1 ∙ см-1 интервалында жатады. Оны келесі түрмен анықтауға болады:
0 eN E kBT0 . (13.3)
демек, бекітілмеген күйдегі тасымалдаушылардың қозғалғыш- тығы температураға кері пропорционал өзгеруін күтуге болады.
280
Өткізгіштік, бекітілген күйге қоздырылған «құйрық» ау-
мағында орналасқан, яғни
EA немесе EB
жақын тасымалдау-
шыға байланысты. Егер ток кемтік арқылы ауысса, онда өткіз- гіштік бұл жағдайда секіріп өту жолымен іске асады, ол тө- мендегідей анықталады:
EF EB E1 , (13.4)
1 exp
kBT
мұндағы EB
– флуктуациялық күйдің «құйрық» шетінің энер-
гиясы, E1
– аттап өту (секіру) белсендіру энергиясы.
Жоғарыда атап өткендей, тасымалдаушылар бекітілген күй- дегі қозғалғыштығы бекітілмеген күйдегі қозғалғыштығынан тө- мен. Сонымен қатар рұқсат етілген өңірге қарағанда «құйрық» жағында күй тығыздығы аздау. Осының салдарынан әдетте 1 - ші 10 3 10 4 есе 0 -ден аз.
Өткізгіштік, Ферми деңгейіне жақын орналасқан бекітіл- ген күйлердің арасында болатын секірулер тасымалдаушыларға байланысты. Бұл процесс қоспа бойынша күшті легірленген компенсирленген жартылай өткізгіште болатын секірмелі өткіз- гіштікке ұқсас. Бекітілген күй аумағында берілген энергиядағы электрон өзінің бекітілген орталығынан алысқа ұзап кете алмай- ды. Жақын потенциалдық шұңқырға жауап беретін кейбір күй- лердің толқындық функциялары жапсарлас болуы мүмкін, жүйе-
нің өткізгіштігі T 0 K
кезінде нөлден өзгеше болуы үшін ол да
жеткіліксіз. Бекітілген күйлердің аумағында стационарлық заряд ауыстыру әр түрлі энергиялы күйлердің арасында заряд тасы- малдаушылардың секіру жолымен ғана болады (13.7-сурет).
Өте жоғары энергетикалық күйге секіру кезінде электрон энергияны фононнан алуы керек. Фонон нөлден өзгеше темпе- ратура кезінде үлкен рөл атқарады. Ферми деңгейі кезінде бекі-
тілген күй аумағында орналасқан және T 0 K тұрақты токта-
ғы өткізгіштігі нөлге айналады. Бұлай болу себебі секірулер EF
деңгейінен төмен болмайды (Паули принципі бойынша), ал
281
Достарыңызбен бөлісу: |