半導體物理複習總結(四) 半導體導電性

2021-10-07 16:11:26 字數 1577 閱讀 3863

電子在電場力作用下的定向運動是漂移運動熱運動是無規則的,雜亂無章的運動。

遷移率表示單位場強下電子的平均漂移速度。

散射指載流子在半導體中運動時與熱振動的晶格原子或電離的雜質離子作用,載流子的速度大小和方向發生改變。兩次連續散射間自由運動的平均路程稱為平均自由程,平均時間稱為平均自由時間散射率是平均自由時間的倒數,表示單位時間內乙個載流子受到的散射的次數。

電離雜質散射是電離的施主或受主帶電形成庫倫勢場,區域性的破壞了雜質附近的週期性勢場,載流子運動到電離雜質附近時,運動方向發生改變。特點是低溫使載流子的運動速度降低,散射更大,遷移率隨溫度上公升而增加,散射軌跡是以帶電中心為焦點的雙曲線。

晶格散射有聲學波散射和光學波散射。聲學波原胞內兩個原子的振動沿同一方向。光學波原胞內兩個原子的振動沿相反方向這兩種波都包含乙個縱波和兩個橫波。長波和縱波的散射起主要作用,對禁帶寬度有影響。溫度公升高,晶格散射更顯著。

其他散射機構還有谷間散射,是非彈性散射,低溫時谷間散射很小。中性雜質散射只有在雜質濃度高的重摻雜半導體中,並且溫度很低時,晶格散射和電離雜質散射都很微弱的情況下才起主要作用。位錯散射,散射概率與位錯密度有關。合金散射是混合晶體中特有的反射機制。載流子之間也有散射作用,但是只有在強簡併時才顯著。

迴旋共振實驗用來測量半導體內載流子的有效質量。

迴旋共振實驗測有效質量的公式。

電導有效質量。電導遷移率

ex電場,b磁場,通x方向電流將產生ey方向電場。稱為霍爾效應

磁阻效應,在與電流垂直的方向加磁場後,沿外加電場方向的電流密度有所降低及電阻增大。

磁阻效應分類有:一,物理磁阻效應,材料電阻率隨磁場增大而增大,又稱磁阻率效應。物理磁阻效應,單種載流子不計入速度統計分布時,因為運動路徑為曲線散射率增大,電阻率增大,計入速度統計分布,載流子不是恰好在平衡速度時,運動路徑會偏離外加電場方向,使得單位時間內通過的載流子減少,電阻率上公升。

二,幾何磁阻效應不同形狀,樣品在同樣磁場下電阻不同。幾何磁阻效應是磁場作用下電流偏轉,從而流經的路徑增加,即l增加。若長條樣品l比b遠大於一,則增大不明顯,若l比b遠小於一,霍爾效應降低l明顯增加,電阻增加多。

柯比諾圓盤,從圓盤中心施加輻射形式向外的電場,任何位置不積累電荷,也不產生霍耳電場,電流僅以螺旋路徑流通,電極間電阻明顯增加。

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