Temat Kodifikuesi i Unifikuar i Provimit të Shtetit : gjysmëpërçuesit, përçueshmëria e brendshme dhe e papastërtisë së gjysmëpërçuesve.

Deri më tani, duke folur për aftësinë e substancave për të kryer elektricitet, i kemi ndarë në përçues dhe dielektrikë. Rezistenca e përçuesve të zakonshëm është në intervalin Ohm m; Rezistenca e dielektrikëve i tejkalon këto vlera mesatarisht me urdhër të madhësisë: Ohm m.

Por ka edhe substanca që, në përçueshmërinë e tyre elektrike, zënë një pozicion të ndërmjetëm midis përçuesve dhe dielektrikëve. Kjo gjysmëpërçuesit: rezistenca e tyre në temperaturën e dhomës mund të marrë vlera në një gamë shumë të gjerë të Ohm m. Gjysmëpërçuesit përfshijnë silikon, germanium, selen dhe disa të tjerë elementet kimike dhe komponimet (Gjysmëpërçuesit janë jashtëzakonisht të zakonshëm në natyrë. Për shembull, rreth 80% e masës kores së tokës llogarit substancat që janë gjysmëpërçuese). Më të përdorurat janë silikoni dhe germaniumi.

tipar kryesor gjysmëpërçuesit është se përçueshmëria e tyre elektrike rritet ndjeshëm me rritjen e temperaturës. Rezistenca e një gjysmëpërçuesi zvogëlohet me rritjen e temperaturës afërsisht siç tregohet në Fig. 1 .

Oriz. 1. Varësia për një gjysmëpërçues

Me fjalë të tjera, në temperatura të ulëta gjysmëpërçuesit sillen si dielektrikë, dhe në temperatura të larta ata sillen si përçues mjaft të mirë. Ky është ndryshimi midis gjysmëpërçuesve dhe metaleve: rezistenca e një metali, siç e mbani mend, rritet në mënyrë lineare me rritjen e temperaturës.

Ka dallime të tjera midis gjysmëpërçuesve dhe metaleve. Kështu, ndriçimi i një gjysmëpërçuesi shkakton një ulje të rezistencës së tij (dhe drita pothuajse nuk ka asnjë efekt në rezistencën e metalit). Përveç kësaj, përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesve mund të ndryshojë shumë me futjen e sasive të vogla të papastërtive.

Përvoja tregon se, si në rastin e metaleve, asnjë transferim i substancës nuk ndodh kur rryma rrjedh nëpër një gjysmëpërçues. Prandaj, rryma elektrike në gjysmëpërçues shkaktohet nga lëvizja e elektroneve.

Një ulje e rezistencës së një gjysmëpërçuesi kur nxehet tregon që një rritje e temperaturës çon në një rritje të sasisë tarifa falas në një gjysmëpërçues. Asgjë e tillë nuk ndodh në metale; prandaj, gjysmëpërçuesit kanë një mekanizëm të ndryshëm të përçueshmërisë elektrike sesa metalet. Dhe arsyeja për këtë është natyra e ndryshme lidhje kimike ndërmjet atomeve të metalit dhe gjysmëpërçuesit.

Lidhja kovalente

Lidhja metalike, siç e mbani mend, sigurohet nga një gaz elektronesh të lirë, i cili, si ngjitësi, mban jone pozitive në nyjet e rrjetës kristalore. Gjysmëpërçuesit janë të strukturuar ndryshe - atomet e tyre mbahen së bashku lidhje kovalente. Le të kujtojmë se çfarë është.

Elektrone të vendosura në pjesën e jashtme nivel elektronik dhe thirri valencë, janë të lidhura më dobët me atomin sesa elektronet e mbetura, të cilat ndodhen më afër bërthamës. Në procesin e formimit të një lidhjeje kovalente, dy atome kontribuojnë një nga elektronet e tyre të valencës "në kauzën e përbashkët". Këto dy elektrone janë të përbashkëta, domethënë tani u përkasin të dy atomeve, dhe për këtë arsye quhen çift ​​elektronik i përbashkët(Fig. 2).

Oriz. 2. Lidhja kovalente

Një çift elektronesh i socializuar është ajo që i mban atomet pranë njëri-tjetrit (duke përdorur forcat e tërheqjes elektrike). Një lidhje kovalente është një lidhje që ekziston midis atomeve për shkak të çifteve të përbashkëta të elektroneve. Për këtë arsye quhet edhe një lidhje kovalente palë-elektronike.

Struktura kristalore e silikonit

Tani jemi gati të hedhim një vështrim më të afërt në strukturën e brendshme të gjysmëpërçuesve. Si shembull, merrni parasysh gjysmëpërçuesin më të zakonshëm në natyrë - silikonin. Gjysmëpërçuesi i dytë më i rëndësishëm, germaniumi, ka një strukturë të ngjashme.

Struktura hapësinore e silikonit është paraqitur në Fig. 3 (foto nga Ben Mills). Topat përfaqësojnë atomet e silikonit, dhe tubat që i lidhin janë kanale të lidhjeve kovalente midis atomeve.

Oriz. 3. Struktura kristalore e silikonit

Vini re se çdo atom silikoni është i lidhur me katër atomet fqinje. Pse ndodh kjo?

Fakti është se silikoni është katërvalent - në shtresën e jashtme elektronike të atomit të silikonit ka katër elektron valent. Secili prej këtyre katër elektroneve është gati të formojë një çift elektronik të përbashkët me elektronin valencë të një atomi tjetër. Kjo është ajo që ndodh! Si rezultat, atomi i silikonit është i rrethuar nga katër atome të lidhur në të, secila prej të cilave kontribuon me një elektron valence. Në përputhje me rrethanat, ka tetë elektrone rreth secilit atom (katër prej nesh dhe katër të tjerë).

Ne e shohim këtë më në detaje në një diagram të sheshtë të një grilë kristal silikoni (Fig. 4).

Oriz. 4. Rrjetë kristalore silikoni

Lidhjet kovalente përshkruhen si çifte linjash që lidhin atomet; Këto linja përmbajnë çifte të zakonshme elektronike. Çdo elektron valent i vendosur në një vijë të tillë shumica kalon kohë në hapësirën ndërmjet dy atomeve fqinjë.

Sidoqoftë, elektronet e valencës nuk janë aspak "të lidhur fort" me çiftet përkatëse të atomeve. Predhat elektronike mbivendosen të gjithë atomet fqinje, kështu që çdo elektron valence është pronë e përbashkët e të gjithë atomeve fqinje. Nga një atom 1, një elektron i tillë mund të shkojë në atomin e tij fqinj 2, pastaj në atomin fqinj 3, e kështu me radhë. Elektronet e valencës mund të lëvizin në të gjithë kristalin - thuhet se ata i përkasin të gjithë kristalit(dhe jo ndonjë çift atomik).

Megjithatë, elektronet e valencës së silikonit nuk janë të lira (siç është rasti në metal). Në një gjysmëpërçues, lidhja midis elektroneve të valencës dhe atomeve është shumë më e fortë se në një metal; Lidhjet kovalente të silikonit nuk prishen në temperatura të ulëta. Energjia e elektronit nuk është e mjaftueshme për të filluar një lëvizje të urdhëruar nga një potencial më i ulët në një potencial më të lartë nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme. Prandaj, me mjaft temperaturat e ulëta Gjysmëpërçuesit janë afër dielektrikëve - ata nuk përçojnë rrymë elektrike.

Vetëpërçueshmëria

Nëse përfshihet në qark elektrik element gjysmëpërçues dhe filloni ta ngrohni atë, atëherë rryma në qark rritet. Prandaj, rezistenca e gjysmëpërçuesit zvogëlohet me rritjen e temperaturës. Pse po ndodh kjo?

Ndërsa temperatura rritet, dridhjet termike të atomeve të silikonit bëhen më intensive dhe energjia e elektroneve të valencës rritet. Për disa elektrone, energjia arrin vlera të mjaftueshme për të thyer lidhjet kovalente. Elektrone të tilla lënë atomet e tyre dhe bëhen falas(ose elektronet përçuese) - saktësisht e njëjtë si në metal. Në një fushë elektrike të jashtme, elektronet e lira fillojnë të lëvizin në mënyrë të rregullt, duke formuar një rrymë elektrike.

Sa më e lartë të jetë temperatura e silikonit, aq më e madhe është energjia e elektroneve dhe aq më i madh është numri i lidhjeve kovalente që dështojnë dhe prishen. Numri i elektroneve të lira në një kristal silikoni rritet, gjë që çon në një ulje të rezistencës së tij.

Thyerja e lidhjeve kovalente dhe shfaqja e elektroneve të lira është paraqitur në Fig. 5 . Në vendin e lidhjes kovalente të thyer, a vrimë- vend i lirë për një elektron. Vrima ka pozitive ngarkesë, pasi me largimin e një elektroni të ngarkuar negativisht, mbetet një ngarkesë pozitive e pakompensuar e bërthamës së atomit të silikonit.

Oriz. 5. Formimi i elektroneve dhe vrimave të lira

Vrimat nuk qëndrojnë në vend - ato mund të enden rreth kristalit. Fakti është se një nga elektronet fqinje të valencës, "duke udhëtuar" midis atomeve, mund të kërcejë në vendin e lirë që rezulton, duke mbushur vrimën; atëherë vrima në këtë vend do të zhduket, por do të shfaqet në vendin nga ka ardhur elektroni.

Në mungesë të një fushe elektrike të jashtme, lëvizja e vrimave është e rastësishme, sepse elektronet e valencës enden rastësisht midis atomeve. Megjithatë, në një fushë elektrike fillon drejtuar lëvizja e vrimave. Pse? Kjo nuk është e vështirë për t'u kuptuar.

Në Fig. Figura 6 tregon një gjysmëpërçues të vendosur në një fushë elektrike. Në anën e majtë të figurës është pozicioni fillestar i vrimës.

Oriz. 6. Lëvizja e një vrime në një fushë elektrike

Ku do të shkojë vrima? Është e qartë se kërcimet më të mundshme të elektroneve > vrimave janë në drejtim kundër linjat e fushës (d.m.th., te "pluset" që krijojnë fushën). Një nga këto kërcime tregohet në pjesën e mesme të figurës: elektroni u hodh në të majtë, duke mbushur boshllëkun, dhe vrima, në përputhje me rrethanat, u zhvendos në të djathtë. Kërcimi tjetër i mundshëm i elektronit i shkaktuar nga fusha elektrike është paraqitur në anën e djathtë të figurës; Si rezultat i këtij kërcimi, vrima zuri një vend të ri, i vendosur edhe më tej në të djathtë.

Ne shohim që vrima në tërësi po lëviz drejt linjat e fushës - domethënë ku supozohet të lëvizin ngarkesat pozitive. Le të theksojmë edhe një herë se lëvizja e drejtuar e një vrime përgjatë fushës shkaktohet nga kërcimet e elektroneve të valencës nga atomi në atom, që ndodhin kryesisht në drejtim kundër fushës.

Kështu, në një kristal silikoni ekzistojnë dy lloje të bartësve të ngarkesës: elektronet e lira dhe vrimat. Kur aplikohet një fushë elektrike e jashtme, shfaqet një rrymë elektrike, e shkaktuar nga lëvizja e kundërt e tyre e renditur: elektronet e lira lëvizin përballë vektorit të forcës së fushës, dhe vrimat - në drejtim të vektorit.

Gjenerimi i rrymës për shkak të lëvizjes së elektroneve të lira quhet përçueshmëri elektronike, ose përcjellshmëria e tipit n. Procesi i lëvizjes së rregullt të vrimave quhet përçueshmëria e vrimës, ose përçueshmëri e tipit p(nga shkronjat e para të fjalëve latine negativus (negativ) dhe positivus (pozitiv)). Të dy përçueshmëritë - elektroni dhe vrima - quhen kolektivisht përçueshmëri vetjake gjysmëpërçues.

Çdo elektron që lë një lidhje kovalente të thyer gjeneron një çift "elektron-vrimë të lirë". Prandaj, përqendrimi i elektroneve të lira në kristal silic i pastër e barabartë me përqendrimin e vrimës. Prandaj, kur kristali nxehet, rritet përqendrimi jo vetëm i elektroneve të lira, por edhe i vrimave, gjë që çon në një rritje të përçueshmërisë së brendshme të gjysmëpërçuesit për shkak të rritjes së përçueshmërisë së elektroneve dhe të vrimave.

Së bashku me formimin e çifteve të lira elektron-vrima, ndodh edhe procesi i kundërt: rikombinim elektrone të lira dhe vrima. Domethënë, një elektron i lirë, duke hasur në një vrimë, e plotëson këtë boshllëk, duke rivendosur lidhjen e prishur kovalente dhe duke u kthyer në një elektron valence. Kështu, në një gjysmëpërçues është vendosur ekuilibri dinamik: numri mesatar i lidhjeve kovalente të thyera dhe të formuara çiftet elektron-vrima për njësi të kohës është e barabartë me numrin mesatar të elektroneve dhe vrimave të rikombinuar. Ky është shteti ekuilibri dinamik përcakton përqendrimin e ekuilibrit të elektroneve të lira dhe vrimave në një gjysmëpërçues në kushte të dhëna.

Ndryshimet në kushtet e jashtme e zhvendosin gjendjen e ekuilibrit dinamik në një drejtim ose në një tjetër. Në këtë rast, vlera e ekuilibrit të përqendrimit të bartësit të ngarkesës ndryshon natyrshëm. Për shembull, numri i elektroneve dhe vrimave të lira rritet kur gjysmëpërçuesi nxehet ose ndriçohet.

Në temperaturën e dhomës, përqendrimi i elektroneve të lira dhe i vrimave në silic është afërsisht i barabartë me cm. Përqendrimi i atomeve të silikonit është në rendin e cm. Kjo është shumë pak. Në metale, për shembull, përqendrimi i elektroneve të lira është afërsisht i barabartë me përqendrimin e atomeve. Përkatësisht, përçueshmëria e brendshme e silikonit dhe gjysmëpërçuesve të tjerë në kushte normale i vogël në krahasim me përçueshmërinë e metaleve.

Përçueshmëria e papastërtive

Karakteristika më e rëndësishme e gjysmëpërçuesve është se rezistenca e tyre mund të zvogëlohet me disa rend të madhësisë si rezultat i futjes së një sasie madje shumë të vogël papastërtish. Përveç përçueshmërisë së tij, një gjysmëpërçues ka një dominues përçueshmëria e papastërtive. Është falë këtij fakti që pajisjet gjysmëpërçuese kanë gjetur të tillë aplikim të gjerë në shkencë dhe teknologji.
Supozoni, për shembull, që shkrirjes së silikonit i shtohet pak arsenik pesëvalent. Pas kristalizimit të shkrirjes, rezulton se atomet e arsenikut zënë vende në disa nyje të rrjetës kristalore të silikonit të formuar.

Niveli elektronik më i jashtëm i atomit të arsenikut ka pesë elektrone. Katër prej tyre formojnë lidhje kovalente me fqinjët e tyre më të afërt - atomet e silikonit (Fig. 7). Cili është fati i elektronit të pestë që nuk është i zënë në këto lidhje?

Oriz. 7. Gjysëmpërçues i tipit N

Dhe elektroni i pestë bëhet i lirë! Fakti është se energjia lidhëse e këtij elektroni "shtesë" me atomin e arsenikut të vendosur në kristalin e silikonit është shumë më pak se energjia lidhëse e elektroneve të valencës me atomet e silikonit. Prandaj, tashmë në temperaturën e dhomës, pothuajse të gjithë atomet e arsenikut si rezultat lëvizje termike mbeten pa një elektron të pestë, duke u kthyer në jone pozitive. Dhe kristali i silikonit, në përputhje me rrethanat, është i mbushur me elektrone të lira që janë shkëputur nga atomet e arsenikut.

Mbushja e një kristali me elektrone të lira nuk është e re për ne: këtë e pamë më lart kur u ngroh pastër silikon (pa asnjë papastërti). Por tani situata është thelbësisht e ndryshme: shfaqja e një elektroni të lirë që lë një atom arseniku nuk shoqërohet me shfaqjen e një vrime të lëvizshme. Pse? Arsyeja është e njëjtë - lidhja e elektroneve të valencës me atomet e silikonit është shumë më e fortë sesa me atomin e arsenikut në vendin e pestë të zbrazët, prandaj elektronet e atomeve fqinje të silikonit nuk priren ta mbushin këtë boshllëk. Kështu, boshllëku mbetet në vend, ai është, si të thuash, "i ngrirë" në atomin e arsenikut dhe nuk merr pjesë në krijimin e rrymës.

Kështu, futja e atomeve pesëvalente të arsenikut në rrjetën kristalore të silikonit krijon përçueshmëri elektronike, por nuk çon në shfaqjen simetrike të përçueshmërisë së vrimës. Roli kryesor në krijimin e rrymës tani i takon elektroneve të lira, të cilat në këtë rast quhen transportuesit kryesorë ngarkuar.

Mekanizmi i përçueshmërisë së brendshme, natyrisht, vazhdon të funksionojë edhe në prani të një papastërtie: lidhjet kovalente janë ende të thyera për shkak të lëvizjes termike, duke gjeneruar elektrone dhe vrima të lira. Por tani ka shumë më pak vrima se elektronet e lira, të cilat në sasi të mëdha siguruar nga atomet e arsenikut. Prandaj, në këtë rast vrimat do të jenë media jo të mëdha ngarkuar.

Quhen papastërtitë, atomet e të cilave heqin dorë nga elektronet e lira pa shfaqjen e një numri të barabartë vrimash të lëvizshme donator. Për shembull, arseniku pesëvalent është një papastërti dhuruese. Nëse ka një papastërti dhuruese në një gjysmëpërçues, bartësit e ngarkesës më të madhe janë elektrone të lira, dhe bartësit e ngarkesës së pakicës janë vrima; me fjalë të tjera, përqendrimi i elektroneve të lira është shumë më i lartë se përqendrimi i vrimave. Prandaj quhen gjysmëpërçuesit me papastërti dhuruese gjysmëpërçuesit elektronikë, ose gjysmëpërçues të tipit n(ose thjesht n-gjysem percjelles).

Dhe sa, interesant, mund të kalojë përqendrimi i elektroneve të lira përqendrimin e vrimave në një gjysmëpërçues n? Le të bëjmë një llogaritje të thjeshtë.

Le të supozojmë se papastërtia është , domethënë ka një atom arseniku për një mijë atome silikoni. Përqendrimi i atomeve të silikonit, siç kujtojmë, është i rendit cm.

Përqendrimi i atomeve të arsenikut, në përputhje me rrethanat, do të jetë një mijë herë më i vogël: Përqendrimi i elektroneve të lira të hequra nga papastërtia gjithashtu do të jetë i njëjtë - në fund të fundit, çdo atom arseniku heq një elektron. Tani le të kujtojmë se përqendrimi i çifteve elektron-vrima që shfaqen kur lidhjet kovalente të silikonit thyhen në temperaturën e dhomës është afërsisht i barabartë me cm. Përqendrimi i elektroneve të lira në këtë rast është më i madh se përqendrimi i vrimave sipas rendit të madhësisë, domethënë një miliard herë! Prandaj, rezistenca e një gjysmëpërçuesi silikoni zvogëlohet me një miliard herë kur është e tillë sasi e vogël papastërtitë.

Llogaritja e mësipërme tregon se në gjysmëpërçuesit e tipit n rolin kryesor e luan vërtet përçueshmëria elektronike. Në sfondin e një epërsie kaq kolosale në numrin e elektroneve të lira, kontributi i lëvizjes së vrimës në përçueshmërinë e përgjithshme është i papërfillshëm.

Përkundrazi, është e mundur të krijohet një gjysmëpërçues me përçueshmëri mbizotëruese të vrimave. Kjo do të ndodhë nëse një papastërti trevalente futet në një kristal silikoni - për shembull, indium. Rezultati i një zbatimi të tillë është paraqitur në Fig. 8 .

Oriz. 8. Gjysem percjelles i tipit P

Çfarë ndodh në këtë rast? Niveli elektronik më i jashtëm i atomit të indiumit përmban tre elektrone që formojnë lidhje kovalente me tre atomet e silikonit përreth. Për atomin e katërt fqinj të silikonit, atomi i indiumit nuk ka më elektron të mjaftueshëm dhe në këtë vend shfaqet një vrimë.

Dhe kjo vrimë nuk është e thjeshtë, por e veçantë - me një shumë energji e madhe komunikimet. Kur një elektron nga një atom silikoni fqinj futet në të, ai "do të ngecë në të përgjithmonë", sepse tërheqja e elektronit ndaj atomit të indiumit është shumë e fortë - më shumë sesa tek atomet e silikonit. Atomi i indiumit do të shndërrohet në jon negativ, dhe në vendin nga erdhi elektroni, do të shfaqet një vrimë - por tani një vrimë e zakonshme e lëvizshme në formën e një lidhjeje kovalente të thyer në rrjetën kristalore të silikonit. Kjo vrimë do të fillojë të endet rreth kristalit në mënyrën e zakonshme për shkak të transferimit të "rasës stafetë" të elektroneve të valencës nga një atom silikoni në tjetrin.

Dhe kështu, çdo atom indiumi i papastërtisë gjeneron një vrimë, por nuk çon në pamjen simetrike të një elektroni të lirë. Papastërtitë e tilla, atomet e të cilave kapin "fort" elektronet dhe në këtë mënyrë krijojnë një vrimë të lëvizshme në kristal, quhen pranues.

Indiumi trivalent është një shembull i një papastërtie pranuese.

Nëse një papastërti pranuese futet në një kristal silikoni të pastër, atëherë numri i vrimave të krijuara nga papastërtia do të jetë shumë më shumë numër elektronet e lira që rezultojnë nga thyerja e lidhjeve kovalente midis atomeve të silikonit. Një gjysmëpërçues me një papastërti pranuesi është gjysmëpërçues vrimash, ose gjysmëpërçues i tipit p(ose thjesht p-gjysmëpërçues).

Vrimat luajnë rolin kryesor kur krijoni një rrymë në një gjysmëpërçues p; vrima - transportuesit kryesorë të ngarkesës. Elektrone të lira - media të vogla ngarkesë në një gjysmëpërçues p. Lëvizja e elektroneve të lira në këtë rast nuk jep një kontribut të rëndësishëm: rryma elektrike sigurohet kryesisht nga përçueshmëria e vrimës.

kryqëzim p–n

Vendi i kontaktit midis dy gjysmëpërçuesve me lloje të ndryshme përçueshmërie (elektronike dhe vrima) quhet tranzicioni elektron-vrimë , ose kryqëzim p–n. Në rajonin e kryqëzimit p–n, një interesant dhe shumë fenomen i rëndësishëm- përçueshmëri njëkahëshe.

Në Fig. 9 tregon kontaktin e rajoneve të tipit p dhe n; rrathët me ngjyrë janë vrima dhe elektrone të lira, të cilat janë bartësit e ngarkesës së shumicës (ose pakicës) në rajonet përkatëse.

Oriz. 9. Shtresa bllokuese e kryqëzimit p–n

Duke kryer lëvizjen termike, transportuesit e ngarkesës depërtojnë përmes ndërfaqes midis rajoneve.

Elektronet e lira lëvizin nga rajoni n në rajonin p dhe rikombinohen atje me vrima; vrimat shpërndahen nga rajoni p në rajonin n dhe rikombinohen atje me elektrone.

Si rezultat i këtyre proceseve, një ngarkesë e pakompensuar e joneve pozitive të papastërtisë së dhuruesit mbetet në gjysmëpërçuesin elektronik pranë kufirit të kontaktit, dhe në gjysmëpërçuesin e vrimës (gjithashtu afër kufirit) një i pakompensuar. ngarkesë negative jonet e papastërtive pranuese. Këto ngarkesa hapësinore të pakompensuara formojnë të ashtuquajturat shtresa penguese, fusha e brendshme elektrike e së cilës parandalon përhapjen e mëtejshme të elektroneve të lira dhe vrimave përtej kufirit të kontaktit.

Le të lidhim tani një burim rrymë me elementin tonë gjysmëpërçues, duke aplikuar "plus" të burimit në gjysmëpërçuesin n dhe "minus" me gjysmëpërçuesin p (Fig. 10).

Oriz. 10. Përfshirja në drejtim i kundërt: pa rrymë

Ne shohim se fusha elektrike e jashtme i zhvendos transportuesit e ngarkesës më të madhe nga kufiri i kontaktit. Gjerësia e shtresës bllokuese rritet, dhe fusha e saj elektrike rritet. Rezistenca e shtresës bllokuese është e lartë dhe shumica e transportuesve nuk janë në gjendje të kapërcejnë kryqëzimin p-n. Fusha elektrike lejon vetëm transportuesit e pakicave të kalojnë kufirin, por për shkak të përqendrimit shumë të ulët të bartësve të pakicës, rryma që ata krijojnë është e papërfillshme.

Skema e konsideruar quhet duke ndezur kryqëzimin p–n në drejtim të kundërt. Nuk ka rrymë elektrike bartëse kryesore; ka vetëm një rrymë mbartëse të vogël të papërfillshme. Në këtë rast, kryqëzimi p-n rezulton i mbyllur.

Tani le të ndryshojmë polaritetin e lidhjes dhe të aplikojmë "plus" në gjysmëpërçuesin p, dhe "minus" në gjysmëpërçuesin n (Fig. 11). Kjo skemë quhet përfshirja në drejtimi përpara .

Oriz. 11. Ndezja në drejtimin përpara: rrjedh rrymë

Në këtë rast, fusha elektrike e jashtme drejtohet kundër fushës bllokuese dhe hap rrugën për transportuesit e shumicës përmes kryqëzimit p-n. Shtresa penguese bëhet më e hollë dhe rezistenca e saj zvogëlohet.

Ekziston një lëvizje masive e elektroneve të lira nga rajoni n në rajonin p, dhe vrimat, nga ana tjetër, nxitojnë së bashku nga rajoni p në rajonin n.

Në qark lind një rrymë e shkaktuar nga lëvizja e transportuesve të ngarkesës së shumicës (Tani, megjithatë, fusha elektrike ndërhyn me rrymën e transportuesve të pakicës, por ky faktor i parëndësishëm nuk ka një efekt të dukshëm në përçueshmërinë e përgjithshme).

Përçueshmëria njëkahëshe e kryqëzimit p-n përdoret në diodat gjysmëpërçuese . Një diodë është një pajisje që përcjell rrymë vetëm në një drejtim; V drejtim i kundërt asnjë rrymë nuk kalon nëpër diodë (dioda thuhet se është e mbyllur). Një paraqitje skematike e diodës është paraqitur në Fig. 12 .

Oriz. 12. Diodë

Në këtë rast, dioda është e hapur në drejtim nga e majta në të djathtë: ngarkesat duket se rrjedhin përgjatë shigjetës (shihni në figurë?). Në drejtimin nga e djathta në të majtë, akuzat duket se qëndrojnë në mur - dioda është e mbyllur.

Prezantimi

Efekti i fushës në gjysmëpërçues është modulimi i përçueshmërisë elektrike sipërfaqësore të një gjysmëpërçuesi nga një fushë elektrike e jashtme. Për të vëzhguar efektin e fushës, është e nevojshme të krijohet një fushë e jashtme, për të cilën përdoret një strukturë metalike-dielektrike-gjysmëpërçuese (struktura MIS). Për të kuptuar proceset që ndodhin në rajonin e ngarkesës hapësinore afër sipërfaqes (SCR) të një gjysmëpërçuesi, është e nevojshme të merren parasysh vetitë themelore të gjysmëpërçuesve dhe vetitë e strukturave MIS të bazuara në to.

Bazat e fizikës së gjysmëpërçuesve

Fizika e pajisjeve gjysmëpërçuese përcaktohet natyrshëm nga vetitë fizike të vetë materialeve gjysmëpërçuese. Më poshtë shqyrtojmë vetitë kryesore të materialeve gjysmëpërçuese të nevojshme për të kuptuar funksionimin e pajisjeve gjysmëpërçuese, duke përdorur shembullin e materialeve më të përdorura në elektronikën gjysmëpërçuese: silic, germanium dhe arsenid galium.

Informacion bazë për gjysmëpërçuesit

Gjysmëpërçuesit mund të klasifikohen më lehtë sipas madhësisë rezistenca: Rezistenca e gjysmëpërçuesve është më e madhe se ajo e metaleve, por më e vogël se ajo e dielektrikëve. Sidoqoftë, rezistenca nuk mund të shërbejë si një kriter i paqartë për klasifikimin e gjysmëpërçuesve, qoftë edhe vetëm për arsye se kur kaloni nga një klasë substancash në tjetrën, vlerat e rezistencës mbivendosen. Një kriter më i qartë mund të jetë varësia nga temperatura e rezistencës. Për metalet kimikisht të pastra, rezistenca rritet me rritjen e temperaturës në raport me temperaturën absolute T, d.m.th.

ku c 0 është rezistenca e një metali të caktuar në 0 0 C; b - koeficienti termik i rezistencës i barabartë me 1/273; T 0 = 273. Për gjysmëpërçuesit, natyra e varësisë nga temperatura e rezistencës është e ndryshme. Për një diapazon të caktuar të temperaturës, kjo varësi ka formën:

ku in dhe c 0 janë disa vlera konstante për një gamë të caktuar temperaturash, karakteristike për secilën material gjysmëpërçues. Kështu, koeficienti i temperaturës së përçueshmërisë elektrike

për metalet është negativ, kurse për gjysmëpërçuesit është pozitiv. Duket se tani çështja e ndryshimit midis gjysmëpërçuesve dhe metaleve është zgjidhur koeficienti i temperaturës përçueshmëri elektrike specifike. Megjithatë, zgjedhja e tij si një kriter përcaktues është e ndërlikuar nga fakti se në një interval të caktuar temperaturash një gjysmëpërçues mund të sillet si një metal. Prandaj, bazuar në shenjën e koeficientit të temperaturës së përçueshmërisë elektrike, nuk është gjithmonë e mundur të përcaktohet nëse një substancë i përket klasës së gjysmëpërçuesve. Kjo pyetje mund të përgjigjet duke vëzhguar se si përçueshmëria elektrike e një substance ndryshon me uljen e temperaturës.

Me uljen e temperaturës, përçueshmëria elektrike e metaleve rritet. Në temperaturën zero absolute, metalet kanë një vlerë të kufizuar të përçueshmërisë elektrike, dhe disa metale dhe lidhjet e tyre hyjnë në një gjendje superpërcjellëse. Ndryshime të tilla në përçueshmërinë elektrike specifike të metaleve me ulje të temperaturës janë të mundshme vetëm sepse, pavarësisht nga temperatura, gjithmonë ka bartës të lirë të ngarkesës në metal - elektrone. Në gjysmëpërçuesit, përkundrazi, përçueshmëria elektrike zvogëlohet me uljen e temperaturës dhe me afrimin e temperaturës zero absolute Gjysmëpërçuesit në vetitë e tyre janë afër dielektrikëve. Nga kjo rrjedh se në një gjysmëpërçues, transportuesit e ngarkesës falas lindin kur i jepet energji termike. Këta bartës ngarkesash quhen bartës të ngarkesës termike ose ekuilibër. Përvoja tregon se shfaqja e bartësve të ngarkesës së lirë në një gjysmëpërçues ndodh edhe gjatë ndriçimit, rrezatimit me grimca bërthamore, kur një fushë elektrike aplikohet në gjysmëpërçues ose kur ndryshon presioni i jashtëm.

Bartësit e ngarkesës që lindin në këto raste quhen jo ekuilibër. Procesi i formimit të bartësve të ngarkesës ekuilibër dhe jo-ekuilibër varet shumë nga struktura e substancës gjysmëpërçuese dhe prania e papastërtive në të. Për rrjedhojë, gjysmëpërçuesit janë substanca që në temperaturën e dhomës kanë një përçueshmëri elektrike specifike në rangun nga 10 -10 deri në 10 4 Ohm -1 cm -1, në varësi të shkallë e fortë mbi strukturën e substancës, llojin dhe sasinë e papastërtive dhe në kushtet e jashtme: temperaturën, presionin, ndriçimin, rrezatimi me grimca bërthamore, fushat elektrike dhe magnetike. Sipas këtij përkufizimi, nuk ka dallim thelbësor midis gjysmëpërçuesve dhe dielektrikëve. dallimi cilësor, sepse kanë përçueshmëri elektrike vetëm për shkak të ngacmimit termik të bartësve të ngarkesës. Metalet dhe gjysmëpërçuesit janë më të ndryshëm në natyrë. Tek metalet, përçueshmëria elektrike varet dobët nga prania e papastërtive, kushtet e jashtme dhe në çdo temperaturë përqendrimi i elektroneve të lira mbetet konstant dhe është i rendit 10 22 cm -3.

Le të shqyrtojmë mekanizmin e përçueshmërisë elektrike të substancave gjysmëpërçuese duke përdorur shembullin e gjysmëpërçuesve elementar silic Si dhe germanium Ge, që i përkasin grupit të katërt tabelë periodike Mendelejevi. Elektronet e tyre shpërndahen midis gjendjeve të tyre si më poshtë:

Si (14) (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2);

Ge (32) (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2).

E jashtme guaskë elektronike në këto atome është i mbushur pjesërisht dhe përmban katër elektrone. Kur formohet një kristal, për shembull silikoni, katër elektrone valente të secilit atom nga gjendja 3s 2 3p 2 shkojnë në një gjendje hibride sp 3 me rrotullime të paçiftuara dhe formojnë katër lidhje ekuivalente hapësinore. Si rezultat, çdo atom është i rrethuar nga katër fqinjët e tij më të afërt dhe ndodhet në qendër të tetraedrit.

Shfaqet i ashtuquajturi lloj diamanti rrjetë kristali. Qeliza njësi e diamantit është një kub me faqe të përqendruara, brenda të cilit ka edhe katër atome të tjera. Këto atome të brendshme mund të merren me zhvendosje atomet e jashtme qelizat në drejtim të diagonales hapësinore të kubit në një distancë të barabartë me gjatësinë e diagonales, dhe për këtë arsye ato gjithashtu formojnë një grilë me në qendër fytyrën. Me fjalë të tjera, rrjeta e diamantit mund të mendohet si dy grila kubike të përqendruara në fytyrë të shtyra në njëra-tjetrën. Rregullimi tetraedral i katër fqinjëve më të afërt të secilit atom mund të përfaqësohet nga diagrami dydimensional i paraqitur në Fig. 1.

Fig 1.

Këtu, në një vend grilë, ekziston një jon silikoni me ngarkesë +4, i cili zotëron katër elektrone valente. Elektronet e valencës që ofrojnë një lidhje kovalente janë paraqitur në Fig. 1a si pika të zeza. Në një gjysmëpërçues ideal, të paraqitur në Fig. 1a, të gjitha elektronet janë të lidhura. Nëse vendosni një gjysmëpërçues të tillë në një fushë elektrike, atëherë një rrymë elektrike nuk mund të lindë, sepse të gjitha lidhjet në grilë janë të mbushura dhe nuk ka transportues pa pagesë. Le të supozojmë se nën ndikimin e disa shqetësimeve, për shembull të energjisë termike, lidhja valore prishet dhe elektroni bëhet i lirë. Procesi i shndërrimit të një elektroni të lidhur në një elektron të lirë quhet gjenerim.

Në vend të elektronit të larguar, formohet një lidhje jo e plotë, e cila do të ketë një ngarkesë pozitive të tepërt, pasi tani nuk kompensohet nga ngarkesa e elektronit. Vendi i lirë në lidhjen e valencës quhet vrimë. Në përgjithësi, kristali mbetet elektrikisht neutral, sepse Çdo ngarkesë pozitive e formuar në një lidhje - një vrimë - korrespondon me një elektron të lirë. Në Fig. 1b, elektronet e lira dhe vrimat përshkruhen me rrathë të zinj dhe të lehta, përkatësisht. Nëse një elektron i lirë i afrohet atomit nga i cili është shkëputur, atëherë ai mund të kombinohet me atomin. Procesi i shndërrimit të një elektroni të lirë në një elektron të lidhur quhet rikombinim. Një gjysmëpërçues në të cilin një numër i barabartë i elektroneve dhe vrimave të lira formohet si rezultat i prishjes së lidhjeve valore quhet i brendshëm.

Elektronet e lira lëvizin nëpër kristalin gjysmëpërçues për shkak të energjisë termike. Por në çështjen reale, idealiteti i strukturës kristal cenohet gjithmonë nga prania e defekteve të ndryshme në të. Defekte të tilla janë dridhjet termike të atomeve të kristalit, papastërtitë e ndryshme dhe dislokimet. Prandaj, një elektron i lirë, duke lëvizur nëpër një kristal, do të përplaset me defekte në rrjetën kristalore, si rezultat i së cilës drejtimi i lëvizjes së tij ndryshon. Për shkak të kësaj, lëvizja termike e një elektroni të lirë është e çrregulluar. Një vend i lirë në një lidhje valence - një vrimë mund të mbushet nga një elektron i transferuar për shkak të energjisë termike nga një lidhje e ngopur fqinje. Me një kalim të tillë nga atomi në atom, vrima do të bëjë gjithashtu lëvizje kaotike. Distanca e përshkuar nga një transportues i ngarkesës së lirë midis dy përplasjeve quhet shtegu mesatar i lirë dhe koha midis dy përplasjeve quhet shtegu mesatar i lirë. Gjatësia mesatare rruga e lirë l dhe koha mesatare e rrugës së lirë f janë të lidhura nga relacioni

ku v 0 - Shpejtësia mesatare Lëvizja termike e një ngarkese të lirë, e cila në temperaturën e dhomës është e rendit 10 7 cm/s.

Le të vendosim gjysmëpërçuesin tonë në një fushë elektrike. Nën ndikimin e fushës, elektronet e lira të gjysmëpërçuesit do të përshpejtohen dhe do të fitojnë një shpejtësi të drejtuar kundër fushës. Për shkak të kësaj, shpejtësia e elektroneve, lëvizja e të cilave për shkak të energjisë termike ka ndodhur kundër drejtimit të fushës, do të rritet dhe ajo e elektroneve që lëvizin përgjatë fushës do të ulet. Si rezultat, i gjithë grupi i elektroneve të lira merr një shpejtësi të caktuar të lëvizjes së drejtimit.

Kështu, lëvizja aktuale e një elektroni në një kristal përbëhet nga lëvizje të rastësishme termike dhe të renditura të shkaktuara nga veprimi i veprimit elektrik të jashtëm. Lëvizja e drejtuar e një grupi transportuesish të ngarkesës së lirë në një fushë elektrike quhet drift, dhe shpejtësia e lëvizjes së tyre të drejtuar quhet shpejtësi lëvizëse. Elektronet e lidhjeve të ngopura, kur lëvizin në një vend të lirë në një lidhje nën ndikimin e një fushe elektrike të jashtme, do të lëvizin kundër drejtimit të fushës. Kështu, vendi i lirë në lidhjen e valencës - vrima gjithashtu do të lëvizë, por në drejtim fushë e jashtme, që është e barabartë me lëvizjen nëpër fushë ngarkesë pozitive. Mekanizmi i përcjelljes i shkaktuar nga lëvizja e elektroneve të lidhur përgjatë lidhjeve vakante quhet përçueshmëri e vrimës. Rrjedhimisht, rryma elektrike në një gjysmëpërçues të brendshëm përcaktohet nga dy përbërës - rrymat e elektroneve dhe vrimave që rrjedhin në të njëjtin drejtim.

Le të shqyrtojmë tani mekanizmin e përçueshmërisë elektrike të një gjysmëpërçuesi me një grilë të llojit diamanti, në të cilin njëri prej atomeve zëvendësohet nga një atom i një elementi të Grupit V, për shembull, arseniku në rrjetën e silikonit. Një gjysmëpërçues që ka papastërti quhet papastërti, dhe përçueshmëria elektrike e krijuar nga papastërtia quhet përçueshmëri e papastërtisë. Atomi i arsenikut ka pesë elektrone valente të vendosura në gjendjet 4s dhe 4p. Në rrjetën e silikonit, katër elektronet valente të atomit të arsenikut, së bashku me katër elektronet e atomeve më të afërta të silikonit, marrin pjesë në formimin e një lidhjeje kovalente, siç tregohet skematikisht në Fig. 2a.

Fig.2

Elektroni i pestë i arsenikut nuk mund të marrë pjesë në formimin e lidhjes sepse të gjitha lidhjet janë të plota. Është i lidhur dobët me atomin e arsenikut, sepse ndikohet nga atomet e silikonit përreth. Në temperatura të ulëta, elektroni i pestë lokalizohet pranë atomeve të arsenikut, por në temperatura të larta do të shkëputet nga papastërtia dhe mund të lëvizë lirshëm në të gjithë kristalin. Së bashku me jonizimin e papastërtisë, mund të ndodhë edhe jonizimi i atomeve të substancës kryesore. Por në diapazonin e temperaturës nën atë në të cilin ndodh përçueshmëri e brendshme e rëndësishme elektrike, numri i elektroneve të shkëputura nga papastërtia do të jetë i konsiderueshëm. më shumë sasi elektronet dhe vrimat e formuara si rezultat i thyerjes së lidhjeve të valencës. Për shkak të kësaj, elektronet do të luajnë një rol dominues në përçueshmërinë elektrike të një gjysmëpërçuesi, kjo është arsyeja pse ata quhen bartës të ngarkesës së shumicës, dhe vrimat quhen bartës të ngarkesës së pakicës. Një gjysmëpërçues i tillë quhet elektronik ose i tipit n, dhe papastërtia që jep elektrone quhet dhurues.

Le, si një papastërti në rrjetën kristalore të një gjysmëpërçuesi me lidhje kovalente futen atomet e një elementi të grupit të tretë tabelë periodike Mendeleev, për shembull, alumini në një grilë silikoni. Meqenëse valenca më e lartë e aluminit është tre, një lidhje e atomit të silikonit nuk do të plotësohet (Fig. 2b). Një elektron nga një atom silikoni mund të lëvizë në një lidhje të paplotësuar pranë një atomi alumini për shkak të energjisë termike. Në këtë rast, formohet një jon negativ alumini dhe një vrimë e lirë, duke lëvizur përgjatë lidhjeve të silikonit dhe, për rrjedhojë, duke marrë pjesë në përçueshmërinë elektrike të gjysmëpërçuesit. Një papastërti që kap elektronet quhet pranues. Formimi i një vrime të lirë për shkak të kalimit të një elektroni nga një atom i substancës kryesore në një atom të papastërtisë kërkon shumë më pak energji sesa për të thyer lidhjet valore të silikonit. Për shkak të kësaj, numri i vrimave mund të jetë dukshëm më i madh se numri i elektroneve të lira dhe përçueshmëria elektrike e kristalit do të jetë vrima. Në një gjysmëpërçues të tillë, vrimat do të jenë bartësit kryesorë të ngarkesës, dhe elektronet do të jenë bartës të pakicës së ngarkesës. Një gjysmëpërçues me një papastërti pranuese quhet vrima ose tipi p.

Le të llogarisim densitetin e rrymës për një gjysmëpërçues dhurues, elektronet e përcjelljes së të cilit do të konsiderohen si grimca ideale që nuk kanë vëllimin e tyre dhe nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Le të jetë përqendrimi i tyre n dhe shpejtësia e lëvizjes v. Meqenëse dendësia e rrymës është ngarkesa që kalon nëpër një seksion kryq njësi për njësi të kohës, atëherë

Një fushë elektrike me intensitet E do t'i japë një elektroni me masë m një nxitim të barabartë me

Gjatë rrugës së lirë f, elektroni fiton një shpejtësi lëvizëse

Madhësia

quhet lëvizshmëria e bartësit të ngarkesës. Lëvizshmëria e transportuesve të ngarkesës është numerikisht e barabartë me shpejtësinë e lëvizjes në një fushë elektrike me forcë njësi. Nga (7) rrjedh se

Duke marrë parasysh (8), shprehja (5) për densitetin e rrymës do të marrë formën:

j=-env=enмE (10)

sepse Vektori i shpejtësisë së elektronit v drejtohet në drejtim të kundërt të vektorit E. Përçueshmëria elektrike specifike e bazuar në ligjin e Ohm-it mund të shprehet duke përdorur (10) si

K.V.Shalimova

FIZIKA E GJYSMËPËRQËSVE

M.: Energoatomizdat, 1985. - 392 f., ill.

Janë marrë në konsideratë idetë model rreth mekanizmit të përçueshmërisë elektrike, jepen bazat teoria e brezit Paraqiten gjysmëpërçuesit dhe teoria e dridhjeve të rrjetës, statistikat e elektroneve dhe vrimave, mekanizmat e shpërndarjes së bartësit të ngarkesës, gjenerimi dhe rikombinimi i bartësve të ngarkesës, difuzioni dhe zhvendosja e bartësve të ngarkesës joekuilibër, dukuritë e kontaktit dhe të sipërfaqes në gjysmëpërçues, optike e tyre. dhe janë përshkruar vetitë fotoelektrike. Botimi i dytë i tekstit u botua në vitin 1976. Botimi i tretë dallohet nga disa ndryshime, kryesisht të natyrës metodologjike.

Libri shkollor mund të jetë i dobishëm për punëtorët inxhinierikë dhe teknikë. TABELA E PËRMBAJTJES

Parathënie
Lista e shënimeve bazë
Kapitulli i parë. Gjysem percjellesit. Teoria elementare Përçueshmëria elektrike
1.1. Klasifikimi i substancave sipas përçueshmërisë elektrike specifike
Gjysem percjellesit
1.2. Idetë model rreth mekanizmit të përçueshmërisë elektrike
gjysmëpërçuesit e vet
1.3. Idetë model rreth mekanizmit të përçueshmërisë elektrike
gjysmëpërçuesit e papastërtive
1.4. Teoria elementare e përçueshmërisë elektrike të gjysmëpërçuesve
Kapitulli i dytë. Bazat e teorisë së brezit të gjysmëpërçuesve
2.1. Ekuacioni i Shrodingerit për kristalin
2.2. Përafrimi adiabatik dhe përafrimi i valencës
2.3. Përafrim me një elektron
2.4. Përafrimi i elektroneve të lidhur fort
2.5. Numri i gjendjeve të elektroneve në brezin e energjisë
2.6. Kuazi-impuls
2.7. Zonat Brillouin
2.8. Mbushje e mundshme gjendjet elektronike brezi i valencës
2.9. Varësia e energjisë së elektronit nga vektori i valës në fund dhe në tavan
zonë energjetike
2.10. Lëvizja e elektroneve në një kristal nën ndikimin e jashtëm
fushe elektrike
2.11. Masa efektive e transportuesve të ngarkesës
2.12. Rezonanca e ciklotronit
2.13. Struktura e brezit të disa gjysmëpërçuesve
2.14. Metoda efektive e masës
2.15. Teoria elementare e gjendjeve të papastërtive
Kapitulli i tretë. Dridhjet e atomeve në një rrjetë kristali
3.1. Dridhjet njëdimensionale të një vargu homogjen
3.2. Dridhjet e një zinxhiri linear monoatomik

3.3. Energjia e dridhjeve të atomeve të një rrjete njëdimensionale. Normale
koordinatat
3.4. Dridhjet e një zinxhiri linear diatomik
3.5. Dridhjet e atomeve në një rrjetë tredimensionale
3.6. Statistikat e fononit
3.7. Kapaciteti termik i rrjetës kristalore
3.8. Zgjerimi termik dhe rezistenca termike e një trupi të ngurtë
Kapitulli i katërt. Statistikat e elektroneve dhe vrimave në gjysmëpërçues
4.1. Dendësia e gjendjeve kuantike
4.2. Funksioni i shpërndarjes Fermi-Dirac
4.3. Shkalla e mbushjes së niveleve të papastërtive
4.4. Përqendrimet e elektroneve dhe vrimave në breza
4.5. Gjysmëpërçues papastërti
4.6. Gjysëmpërçues i pronarit
4.7. Varësia e nivelit të Fermit nga përqendrimi i papastërtive dhe temperatura
për një gjysmëpërçues jo të degjeneruar
4.8. Varësia e nivelit të Fermit nga temperatura për një të padegjeneruar
gjysmëpërçues me papastërti të kompensuar pjesërisht
4.9. Gjysmëpërçuesit papastërti në temperatura shumë të ulëta
4.10. Gjysem percjelles jokristaline I.
Kapitulli i pestë. Shpërndarja e elektroneve dhe vrimave në gjysmëpërçues
5.1. Mekanizmat e shpërndarjes së elektroneve dhe vrimave
5.2. Ekuacioni kinetik i Boltzmann-it
5.3. Gjendja e ekuilibrit
5.4. Koha e relaksimit
5.5. Shpërndarja nga jonet e papastërtive
5.6. Shpërndarja në atomet e papastërtive dhe dislokimet
5.7. Shpërndarja nga dridhjet termike të grilës
Kapitulli i gjashtë. Dukuritë kinetike në gjysmëpërçuesit
6.1. Funksioni i shpërndarjes joekuilibri
6.2. Specifike Përçueshmëria elektrike gjysmëpërçuesit
6.3. Varësia e lëvizshmërisë së bartësit të ngarkesës nga temperatura
6.4. Efekti i sallës
6.5. Efekti i sallës në gjysmëpërçuesit me dy lloje të bartësve të ngarkesës
6.6. Efekt magnetorezistues
6.7. Dukuritë termoelektrike
6.8. Përçueshmëria termike e gjysmëpërçuesve

6.9. Përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesve në një fushë të fortë elektrike

6.10. Efekti Gunn

6.11. Jonizimi i ndikimit

7.3. Gjenerimi optik monopolar i transportuesve të ngarkesës.
7.4. Mekanizmat e rikombinimit
7.5. Rikombinimi rrezatues ndërbandor
7.6. Rikombinimi i shokut ndërband
7.7. Rikombinimi i bartësve të ngarkesës përmes kurtheve
7.8. Varësia nga temperatura e jetëgjatësisë së transportuesit të ngarkesës në
rikombinimi përmes kurtheve
7.9. Kapja e qendrave dhe kurtheve të rikombinimit
Kapitulli i tetë. Difuzioni dhe zhvendosja e bartësve të ngarkesës jo ekuilibër
8.1. Ekuacioni i vazhdimësisë
8.2. Rrymat e difuzionit dhe driftit
8.3. Lidhja e Ajnshtajnit
8.4. Difuzioni dhe zhvendosja e bartësve të ngarkesës jo ekuilibër në rast
përçueshmëri monopolare
8.5. Difuzioni dhe zhvendosja e transportuesve të ngarkesës së tepërt në pakicë
gjysmëpërçues papastërti
8.6. Difuzioni dhe zhvendosja e bartësve të ngarkesës jo ekuilibër në një gjysmëpërçues
me përçueshmëri afër saj
Kapitulli i nëntë. Dukuritë e kontaktit në gjysmëpërçuesit
9.1. Gjysmëpërçues në një fushë elektrike të jashtme
9.2. Funksioni i punës termionike
9.3. Kontakti metal-metal. Kontaktoni ndryshimin e mundshëm
9.4. Kontakt metal-gjysmëpërçues
9.5. Përmirësimi i rrymës në kontaktin metal-gjysmëpërçues
9.6. Teoria e diodës së korrigjimit të rrymës
9.7. Teoria e difuzionit të korrigjimit të rrymës
9.8. Kontakti ndërmjet elektroneve dhe gjysmëpërçuesve të vrimave
9.9. Korrigjimi i rrymës në kryqëzimin p-n
9.10. Teoria i hollë p-n tranzicionit
9.11. n+-n dhe p+-p kryqëzime
9.12. Heterunksionet
9.13. Kontakti i elektroneve të degjeneruara dhe gjysmëpërçuesve të vrimave.
Diodë tuneli
9.14. Tranzicioni omik
Kapitulli i dhjetë. Dukuritë sipërfaqësore në gjysmëpërçuesit
10.1. Natyra e niveleve të sipërfaqes
10.2. Teoria e shtresës së ngarkesës hapësinore
10.3. Efekti në terren
10.4. Shkalla e rikombinimit të sipërfaqes
10.5. Ndikimi i rikombinimit të sipërfaqes në jetëgjatësinë e transportuesve
ngarkuar në mostrat e madhësive të fundme
Kapitulli njëmbëdhjetë. Thithja e dritës nga gjysmëpërçuesit
11.1. Spektri i reflektimit dhe spektri i absorbimit

11.2. Thithja e brendshme gjatë tranzicioneve të drejtpërdrejta
11.3. Thithja e brendshme gjatë tranzicioneve indirekte
11.4. Thithja e gjysmëpërçuesve shumë të dopuar dhe amorfë
11.5 Ndikimi i ndikimeve të jashtme në përthithjen e vet
gjysmëpërçuesit
11.6. Thithja e eksitonit
11.7. Thithja nga transportuesit e tarifave falas
11.8. Thithja e papastërtive
11.9. Thithja e rrjetës
Kapitulli i dymbëdhjetë. Shkëlqimi i gjysmëpërçuesve
12.1. Llojet e lumineshencës
12.2. Shkëlqim monomolekular të ngurta
12.3. Rrezatimi i rikombinimit të gjysmëpërçuesve në
tranzicionet themelore
12.4. Rrezatimi i rikombinimit gjatë kalimeve ndërmjet zonës dhe
nivelet e papastërtive
12.5. Relaksimi i lumineshencës së gjysmëpërçuesve
12.6. Shuarja e temperaturës së lumineshencës gjysmëpërçuese
12.7. Emetimi spontan dhe i stimuluar i një atomi
12.8. Emetimi i stimuluar i lëndëve të ngurta
Kapitulli i trembëdhjetë. Dukuritë fotoelektrike në gjysmëpërçuesit
13.1. Efekti i brendshëm fotoelektrik
13.2. Fotopërçueshmëri
13.3. Relaksimi i fotopërçueshmërisë
13.4. Fotopërçueshmëria në prani të rikombinimit të sipërfaqes dhe
difuzioni i bartësit të ngarkesës
13.5. Efekti i dhjetorit
13.6. Efekti fotoelektromagnetik
13.7. Efekti fotoelektrik në kryqëzimin p-n
13.8. Efekti fotoelektrik në pengesën Schottky
13.9. Fotoefekt i jashtëm
Aplikimet:
I. Vetitë e Ge, Si dhe GaAs (në 300 K)
II. Vetitë e gjysmëpërçuesve
III. Konstantet fizike
Indeksi i lëndës
INDEKSI I LËNDËS
	Difuzioni ambipolar
Përafrimi adiabatik 24	lëvizshmëria 239
Akumulimi i transportuesve të ngarkesës 236	Lëvizshmëria Drift 238
Degët akustike të dridhjeve	Anharmoniteti i dridhjeve 91
hekurat 78	Oscilator anharmonik 92
Përkufizimi i pranuesit 18	Shtresa anti-bllokuese 250
Gjysmëpërçues pranues 18, 119

Barriera Schottky 285 Kapaciteti i barrierës 264

Shkëlqimi i rikombinimit bimolekular 345

Biolumineshenca 336 Gjenerimi optik bipolar

transportuesit e ngarkesave 202

Probabiliteti i tranzicionit 135

- thithja e fononit 209, 306

Shpërndarja 135

- relaksimi 147 Kalimet vertikale 305 Llojet e rikombinimit 336 Efekti i presionit 317

- fusha magnetike 318

- - elektrike 318

Temperaturat 316

Efekti fotoelektrik i jashtëm 375 Dallimi i kontaktit të jashtëm

potencialet 248 Efekti i brendshëm fotoelektrik 357

Diferenca e mundshme e kontaktit të brendshëm 247

Qendra të ngjashme me hidrogjenin 66 Numri i valës 28, 71 Vektori valor i paketës 48

Grilë 72 Vektor valë fononi 83

Karakteristikë e elektronit 28 volt-amper

kontakt metal-gjysmëpërçues 255, 260

Kryqëzimi P-n 266 Jetëgjatësia e vrimës 208, 217

- - çast 204, 212

- - transportuesit e ngarkesave pa ekuilibër 203, 208, 212, 218

- - varësia nga temperatura 219

Photona 210, 306

- - elektroni 208, 212, 217

Çift elektron-vrima

- relaksim 139, 152, 153

- - Maxwellian 205

- - kur shpërndahet nga jonet e papastërtive 160

- - - shpërndarja e rrjetës 160 Rregullimi në kontakt metalik -

gjysmëpërçues 253

Kryqëzimi Pn 264 Gjysmëpërçues i papastërtisë së degjeneruar 106

- gjysmëpërçues i brendshëm 112

Oscilator harmonik 76, 81 Gjenerimi i bartësve të ngarkesës 13,199

Bipolar 202

- - - monopolar 204 Heterojunction 275

Niveli i demarkacionit 223 Defekte 142

Linear 142

Vendi 142

Teoria e diodës së korrigjimit të rrymës

Dislokimet 142 Gjatësia e difuzionit 234

Shpejtësia 234

- teoria e korrigjimit të rrymës 258 Shpërndarja e difuzionit 292 Rryma e difuzionit 226 Difuzioni i bartësve të ngarkesës 224, 229. Koha e relaksimit dielektrik

Gjatësia e difuzionit 234

Drift 235

Shtrëngimet 234

- shtegu i lirë i transportuesve me pagesë 14, 142, 147, 152, 153

Phonon 210, 306

- mbrojtja 231, 243

Valleys 60 Domain 192 Çiftet donator-pranues 344 Gjysem percjelles donator 19, 114 donatore, perkufizimi 19 Shpejtesia e zhvendosjes se bartes

tarifë 15, 21, 48	Rendimenti kuantik i rrezatimit 346
Rryma e lëvizjes 226	Fotojonizimi 361
Vrimat 13, 17	Energjia kinetike e rrjetës 75
Mushkëritë 62, 63	Ekuacioni kinetik i Boltzmann-it
Rëndë 62, 63
	Kristalet kovalente 12
Kapaciteti i kontaktit metal-	Dridhjet e atomeve të rrjetës 69, 70, 76
gjysmëpërçues 252	Vargjet 69
Tranzicioni P-n 264	Komponentët tensor 52
	Kontakti elektronik i degjeneruar
Ligji i Ohmit 186	dhe gjysmëpërçuesit vrima
Ruajtja e kuazi-momentit 304
Energjia 304	Metal në metal 246
Shtresa penguese 250	Metal-gjysmëpërçues 248
Zona Brillouin, 39 e para	Elektronike dhe	vrimë
Valentnaya 16	gjysmëpërçuesit 260
E ndaluar 16	Dallimi në kontakt	potencialet
Përçueshmëria e papastërtive 124	179, 247, 248, 249
Përçueshmëria 16	Përqendrimi i vrimës 102, 104, 107
Struktura e brezit të entimonidit të indiumit	Transportuesit e tarifave 93, 101
	Degjenerimi 108
Arsenides gallium 60	Varësia nga temperatura
Gjermani 60
Silic 60	Elektronet 101, 104, 107
	Koeficienti ambipolar
Përqendrimi i tepërt i bartësit	difuzioni 238
tarifë 201	Difuzioni 227
Zonat e përkuljes 241	Kapni 214
Sipërfaqet izoenergjetike 54	Jonizimi 214
Sferike" 55	Reflektime 302
Elipsoidal 54, 55	Peltier 181
Momenti i fotonit 209	Marrjet 210
Elektroni 50	Transmetimet 303
Përmbysja e popullsisë 352	Rikombinimet 200
Shtresa e anasjelltë 242	Zgjerimi termik 91
Induksioni magnetik 164	Përçueshmëria termike 183
Injeksion 236, 265	Thomson 181
Integrali i përplasjes 137	Salla 166, 170
Jonizimi i papastërtive 116	Zhdukjet 328
Katodolumineshenca 336,	Përbërja e ortekut 270
Kuazimulsi 37	Lazer 353
Kuazi-Fermi niveli 201, 253	Kapni kurthe 213, 222
Gjeneratorët kuantikë 353	Rikombinimet 213, 222

Shkëlqimi 336
zbrazje 346	Vrima 157
337 monomolekulare	Elektronike 157
Rikombinimi 337	kryqëzimi pn 260
	Fizike 250
Përshkueshmëria magnetike 328	Kryqëzimi p+-n 271
Koha e relaksimit Maxwellian	Përçueshmëria sipërfaqësore 290
	Rekombinimi 297
Struktura e PZHK 293	Gjendjet sipërfaqësore 296
	Shpejt 296
Zonat e shpatit 46, 107	I ngadalshëm 296
Papastërti jo e degjeneruar	Nivelet 282
gjysmëpërçues 8, 104	Dukuritë 282
E duhura jo e degjeneruar	Potenciali i sipërfaqes 286
gjysmëpërçues 109	Thithja e papastërtive 304, 333
Gjysem percjelles jo kristalor	Grilë 304, 334
Tranzicionet indirekte 309	Sveta 303
Funksioni joekuilibri	Transportues pa pagesë
shpërndarjet 133, 154
Transportuesit e ngarkesës jo ekuilibër 200	Vetë 304, 309
n+-n tranzicion 271	Për kalimet indirekte 309
Koordinatat normale të rrjetës 74	Kalimet e drejtpërdrejta 304
	Lëvizshmëria e transportuesit të karikimit 21,
Rajoni i jonizimit të papastërtive 117
I fortë 117	Me efekt në terren 292
I dobët 116	Salla 171
Integrali i shkëmbimit 32	Shkalla e përthithjes 328
Formimi i bishtave të densitetit	Përthyerjet 328
shtetet 126	Kompleksi 328
Shtresa e kundërt 242	Fusha e sallës 166
Përafrimi me një elektron 25	Gjysmëpërçues 8
Kontakt ohmik 281	Pranuesi 19
Kameraman Hamilton 23	Degjeneruar 106, 112
Degët optike të lëkundjeve	Dhurues 19
hekurat 77	Kompensohet 12
	Pjesërisht 120
Kalimet vertikale 305	Jo i degjeneruar 8, 104
Intrazone 332	Papastërti 103
Interzone 304	Vetë 109
Indirekt 309	I degjeneruar 112
Drejt 304	Jo i degjeneruar 109
Potenciali periodik i rrjetës	Polarizimi 330
	Konstanta e Boltzmanit 96
Dendësia e gjendjeve 92	Dërrasë 23

Energjia potenciale e rrjetës 75				Rikombinim jo-rrezatues 206
Rregulli i përzgjedhjes 305				Çiftet dhurues-pranues 344
Masa e reduktuar 306				Rrezatimi 206
Niveli i reduktuar kuazi-Fermi				Interzone 211
Niveli Fermi 101				Sipërfaqësore 297
Zonat e papastërtive 126				Gjatë zonës së tranzicionit - papastërtia 342
Parimi i ekuilibrit të detajuar 137				Perkusion 211
Kthyeshmëria makroskopike				Fononik 206
				Photonaya 206
				Përmes kurtheve 213
Përçueshmëria 7, 157				Relaksimi i lumineshencës 345
Proceset në kryqëzimin p-n në				Fotopërçueshmëri 362
	paragjykim i kundërt 265
Paragjykimi përpara 264				Shpejtësia e gjenerimit 225
Brezat 225				Grupi 270
Transferimi 134, 141				Tingulli 270
Shpërndarja 137				Rikombinimi i sipërfaqes 297
				Rikombinimet 225
Funksioni i punës 244, 245, 246				Faza 270
			pranues	Phonon 270
	gjysmëpërçues 246			Foton 306
			vet	Shtresa e vëllimit ngarkuar p-n tranzicionit
	gjysmëpërçues 246
			elektronike	Përqendrimi i vet 110
	gjysmëpërçues 246			Marrëdhënia e Ajnshtajnit 228
Përqendrimi i bartësit të ekuilibrit				Përplasjet joelastike 141
	tarifë 107			Elastike 141
Gjendja e ekuilibrit 138				Spektri i emisioneve 337
Bartësit e ngarkesës së ekuilibrit 9, 199				Reflektime 302
Radiolumineshenca 336				Marrjet 303
Ngrohja e gazit elektron-vrima				Emetimi spontan 347
				Statistikat e Bose-Einstein 83
Shpërndarja difuze 292				Boltzmann 98* -
Mezhdolinnoe 190				Fermi-Dirac 96
Në fononet akustike 151				Fononet 82
Atomet e papastërtive 147				Shkalla e degjenerimit 100
Dislokimet 147				Emisioni i stimuluar 349, 352
Jonet e papastërtive 143				Sipërfaqet sferike janë të barabarta
Fonenet optike 153				energji 55
Dridhjet termike të grilës
				Temperatura e degjenerimit 108
				Debye 87, 88, 89
				Ngopja 117

Shfaqjet e përçueshmërisë së brendshme 117

Teoria aktuale e korrigjimit 253

Dioda 256

- - - difuzioni 258 Zgjerimi termik 90

- rezistenca 90 Kapaciteti i nxehtësisë 84 Përçueshmëria termike 183 Rryma e ngopjes 255, 258, 269

Trashësia e ngarkesës hapësinore 252, 255 Tribolumineshencë 336 Diodë tuneli 277

Efekti 257

Këndi i sallës 167 Jonizimi i ndikimit 186, 194

- rikombinim 211 Niveli Fermi 113, 248

- - varësia nga temperatura

Nivelet e thella 69

Landau 321

Tamma 282

Gjendja ciklike e lindur-Karman 35

Akustike 84

- optike 84 Fotolumineshencë 336 Fotopërçueshmëri 360 Efekt fotoelektromagnetik 368 Fotoefekt 371

E jashtme 375

Vendas 357

Funksioni Bloch 29

Boltzmann 98

Fermi-Dirac 96

Bishtat e zonës 126 Kimilumineshencë 336 Faktori i sallës 170

Frekuenca e ciklotronit 58 Rezonanca e ciklotronit 57

Numri i shteteve 35

Bandgap 16, 112, 306

- - - varësia nga presioni 317

- - - - - temperatura 316 EMF Dhjetor 367

- termoelektromotor 177 Rrezatimi eksiton 340

Absorbimi 323

Komplekset eksitone 326 Ekcitonet 323

Indirekt 326

Drejt 326

Në dispozicion 325

Të lidhura 326

Përjashtimi i bartësve të ngarkesës 236 Nxjerrja e bartësve të ngarkesës 236 Elektrolumineshenca 336 Përçueshmëria elektrike e papastërtisë

gjysmëpërçues 18

- gjysmëpërçues i brendshëm 12 Jonizimi elektrostatik 186,

Elementet tensor 52 Sipërfaqe elipsoidale

energji e barabartë 54, 93 Struktura e energjisë p-n

tranzicioni 261

Vendi 16

Energjia e aktivizimit 106, 111

- oshilator harmonik 76

- jonizimi i papastërtisë 67

- bashkim eksiton 324

Fermi 96

Phonon 83

- afiniteti i elektroneve 244 Efekti Gunn 186, 190

Dembera 370

Efekti Seebeck 177

Magnetoabsorbimi 322

Libri është një ekzaminim sistematik i seksioneve kryesore të fizikës së gjysmëpërçuesve: një përshkrim cilësor dhe sasior i strukturës së kristaleve gjysmëpërçuese, spektri i energjisë dhe statistikat e elektroneve dhe fononeve, teoria e fenomeneve të transportit, vetitë optike dhe fotoelektrike dhe fenomenet e kontaktit.

Kapitulli i parë trajton këto çështje në formë cilësore, dhe në ato të mëvonshme jepet analiza sasiore, por në të njëjtën kohë, theksi vihet kudo në thelbin fizik të dukurive; informacione të nevojshme për të kuptuar këtë material nga fizikës teorike (Mekanika kuantike, statistika dhe termodinamikë) jepen në tekst së bashku me materialin kryesor. Kapitulli i dytë i kushtohet përshkrimit vetitë themelore kristalet: simetria, natyra e lidhjeve kimike, defektet, dridhjet termike dhe kapaciteti i nxehtësisë. Kapitulli i tretë jep një hyrje në teoria e elektroneve kristalet (parakushtet për prezantimin e përafrimit adiabatik dhe me një elektron, metodat e analizës dhe veçoritë e strukturës së brezit të gjysmëpërçuesve). Kapitulli i katërt i kushtohet statistikave të elektroneve në gjysmëpërçuesit, i cili paraqet edhe disa parime të termodinamikës.

Kapitujt e pestë, të gjashtë dhe të shtatë përshkruajnë bazat e teorisë së fenomeneve të transferimit (analiza ekuacioni kinetik, përçueshmëria elektrike dhe termike e gjysmëpërçuesve, dukuritë termoelektrike, galvanike dhe termomagnetike). Kapitulli i tetë i kushtohet teorive të korrigjimit në kontaktin metal-gjysmëpërçues dhe r-p tranzicioni, dhe i nënti - dukuritë optike(përthithja e dritës, fotopërçueshmëria, efektet fotovoltaike dhe emetimi i stimuluar).

Libri është i destinuar për një gamë të gjerë lexuesish - inxhinierë, punëtorë shkencorë dhe studentë të lartë të universiteteve teknike.

Parathënie 3

Kapitulli i parë. VETITË THEMELORE TË GJYSMËpërçuesve 6

1. 1. Disa informacione rreth strukturës së atomit 6

1. 2. Energjia dhe lëvizja e një elektroni në një trup të ngurtë 10

1. 3. Përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesve 36

1. 4. Përçueshmëria termike e gjysmëpërçuesve 43

1. 5. Dukuritë e kontaktit 55

1. 6. Dukuritë termoelektrike 75

1. 7. Dukuritë galvanomagnetike dhe termomagnetike 83

1. 8. Fotopërçueshmëri 100

Kapitulli i dytë. STRUKTURA E KRISTALEVE 113

2. 1. Disa pyetje të teorisë kuantike 113

2. 2. Gjeometria e rrjetës kristalore 147

2. 3. Defekte në kristale 163

2. 4. Dridhjet termike të kristaleve 174

2. 5. Kapaciteti i nxehtësisë 184

Kapitulli i tretë. PËRFAQËSIMET THEMELORE TË TEORISË ELEKTRONIKE TË 190 KRISTALEVE

3. 1. Përafrim adiabatik 190

3. 2. Përafrimi me një elektron 194

3. 3. Përafrimi i elektroneve pothuajse të lira 198

3. 4. Përafrimi i elektroneve të lidhur fort 207

3. 5. Veçoritë kryesore të strukturës së brezave energjetik të 209 gjysmëpërçuesve

Kapitulli i katërt. STATISTIKAT E ELEKTRONEVE NË GJYSMËPËRQËSIT 217

4. 1. Disa koncepte të statistikës dhe termodinamikës 217

4. 2. Shpërndarja e Fermit 224

4. 3. Statistikat e gazit elektronik jo të degjeneruar në gjysmëpërçuesit 226

4. 4. Energjia e elektroneve në brezin e përcjelljes, degjenerimi 235

Kapitulli i pestë. DISA ÇËSHTJE NË TEORINË E DUKURIVE TË TRANSFERIMIT 244

5. 1. Llogaritja elementare e përcjellshmërisë dhe lëvizshmërisë elektrike 245

5. 2. Ekuacioni kinetik (duke marrë parasysh varësinë energjetike të kohës së relaksimit 260)

5. 3. Analiza fenomenologjike e dukurive transferuese 270

5. 4. Llogaritja e kohës së relaksimit 271

5. 5. Dukuritë në të fortët fusha elektrike 278

Kapitulli i gjashtë. DUKURITË TERMOELEKTRIKE DHE PËRQËNIA TERMIKE 292

6. 1. Forca termoelektrmotore 294

6. 2. Derivimi i koeficientit termo-emf. nga ekuacioni kinetik 296

6. 3. Përfshirja e elektroneve me anë të fononeve 299

6. 4. Varësia e termo-emf. mbi temperaturën dhe përqendrimin e bartësit 304

8. 3. Teoria e difuzionit të ndreqjes Mott (shtresa e barrierës kimike 368 në ndërfaqen metal-gjysmëpërçues)

8. 4. Teoria e diodës Bethe 373

8. 5. Teoria e shtresës së pengesës fizike (teoria e varfërimit të Schottky) 375

8. 6. Teori p-n kryqëzim 378

Kapitulli i nëntë. VETITË OPTIKE TË GJYSMËPËRÇUESVE 400

INDEKSI I LËNDËS

Përafrimi adiabatik 190-194, 196

Qasja alfa (në teorinë e termoelektricitetit) 302

Anharmoniciteti (dridhjet) 48, 54, 55, 186, 319 Shtresa anti-bllokuese 64, 65 Kristale atomike 170

Vektori i bazës (grilat) 152, 155, 157, 160, 198, 210 Shpërndarja Bose - Einstein 322, 324, 328

Shpërndarja Boltzmann 184,

Rrjetet Bravais 156, 157

Zonat Brillouin 204, 205, 211, 213, 216

Brezi i valencës 13, 14, 16, 18, 36, 109, 203, 434, 435

Probabiliteti i gjetjes së grimcës 122, 134 - tranzicioni 130, 131, 138, 141

Tranzicionet "vertikale" - shih Tranzicionet

Ligji Wiedemann dhe Franz 45, 256, 311, 315, 316

Vala elektronike 121, 122, 128, 158, 249

Funksioni i valës 122, 123, 130, 190, 192, 196-200, 274, 275, 285

Numri i valës 47, 160, 259, 285

Vektori i valës 47, 53, 117, 122, 159-161, 176, 179, 181, 202, 320, 322

Valët elastike 46, 176, 317,

Karakteristikat e rrymës-tensionit të kontaktit ndërmjet dy metaleve 61

Gjysmëpërçuesi dhe metali në teorinë e diodës 66-68, 373-376

Në teorinë e difuzionit 66, 68, 69, 368-373, 376-378

- - gjilpere tranzicioni 396

- - r-p tranzicioni 72-75, 385-396

Fotocel 425

Jetëgjatësia 72, 106, 392, 409, 416, 420

Koha e relaksimit 41, 218-220, 256, 258-261, 267-278, 355, 404, 415

Varësia e energjisë 256, 260, 261, 271, 343, 357

Phonons 300, 301, 317, 323-325

Varësitë e dispersionit 325-326

Koha e udhëtimit falas 37, 100, 247, 249, 257, 259-261, 279, 429

Drejtimi në kontaktin e dy metaleve 60, 61

Gjysmëpërçuesit 61

Gjysem perçues dhe metal 66-70

Degjenerimi (shih gjithashtu "masa efektive", "jo-degjeneruar", "gaz elektron", "gaz i vrimës", "gjendje", "gjysmëpërçues"31, 78,235,282, 339,413

Shumësia 224

Kriteri 242

Orientimi 235

Plot 237, 241, 243, 342

Marrëdhënia me masën efektive 240

I fortë 44, 242, 243

Heqja 31, 137, 138, 201,235

Shkalla 30, 238, 261, 312, 316

Pjesërisht 31, 35, 239, 242, 433

Fenomenet galvano-magnetike 83, 85-98, 99, 244, 331, 334, 341, 351

Shanset 270

Tërthore, gjatësore 92, 99, 351

Operatori Hamilton (Hamiltonian) 131-134, 139, 142, 190, 207

Gjenerimi i transportuesit 101, 104, 378, 379, 418 Shpejtësia e grupit 117, 179, 180

Përhapja e dridhjeve termike 49

Vala elektronike 202, 236

Rrezja e shqyrtimit Debye 288, 363

Temperatura Debye 41, 51, 52, 54, 55, 89, 96, 97, 187, 255, 276, 277, 283, 327

Funksioni 188

Efekti i dhjetorit 422

Defektet e rrjetës 34, 36, 37, 39, 48, 163-174, 319, 324

Koeficienti i difuzionit 69, 72, 364, 422

Për jonet 172, 173

Gjatësia e difuzionit 72, 365, 381-383, 392, 394, 423 Teoria e difuzionit - shih korrigjimin

Difuzioni bipolar 82, 349, 357

Ionov 171

Transportuesit 68, 72, 74, 78, 363, 397, 421, 422

Difuzioni i çifteve elektron-vrima 45

Shtegu i lirë 37, 39, 40, 42, 44, 48, 49, 54, 66, 68, 81, 94, 96, 97, 247, 249, 257, 261, 275-276, 279, 37,317, 343, 368, 373, 374

Kapaciteti r-p tranzicionet 280, 301, 364, 366, 376, 389-392

Lëngu Fermi 239

Elektronike 30, 238

Shtresa penguese 63, 64, 66, 72, 290, 363, 368-378, 423

Popullsia e kundërt 433, 434, 436, 437, 440

Kapja mediatike 104, 105

Fuqitë e imazhit të pasqyrës 371, 372

Zona (energjia) 11-15, 56, 100, 209-216

Ndaluar 16, 18, 20, 32, 46, 108, 166, 202, 235, 286, 289, 306, 399, 416, 434, 435, 440

Vrulli i fononit 53, 54, 118, 254, 258

Photona 108, 109, 405, 408-409

Elektroni (shih gjithashtu kuazi-moment) 27, 121, 190 254, 259, 405-406 Ligji i ruajtjes së momentit 54, 104, 108, 110, 111, 251, 253, 405, 435

Injeksion 74, 75, 362, 380-385, 394-395, 440 Mbivendosja integrale 207, 208

Përplasjet 267, 269, 323

Jonizimi me dy faza 410

Thermionik 285-287, 373

Perkusion 285, 289-291,362, 365, 384, 392

Elektrostatike 285, 362, 375, 384

Phonon quasimomentum 253

Elektroni 27, 214, 241, 253, 257

Procesi kuazi-statik 220

Niveli Kuazi-Fermi 382-384, 417

Kuazigrimca 219, 253

Prodhimi kuantik 106, 112

Kuanta e energjisë valore 114, 116

Rrezatimi 120

Oscilator 51, 53

Efekti fotomagnetik Kikoina - Noskova 422-423

Ekuacioni kinetik (Boltzmann) 260-270, 340, 341

Për fononet 318, 325, 328

Kristalet kovalente 89, 144, 147, 176, 196, 197 Gjeneratorët koherent të rrezatimit 142

Dridhjet e atomeve të rrjetës, akustike 89, 181-183, 188, 317, 318

Optike 41, 89, 112, 181-183, 189, 255, 276, 283, 314, 316, 317

Polarizimi 176

Tërthore, gjatësore 176, 317, 318

Termike 14, 15, 29, 36, 37, 39, 40, 146, 148, 166, 174-184, 237, 238, 274-278, 409

Diferenca e mundshme e kontaktit 58, 59, 63, 78, 367, 368, 381, 395

Dukuritë e kontaktit 55, 63, 362-399

Përqendrimi i bartësit aktual 19, 22, 24, 30, 35, 44, 68, 77, 88, 100, 226, 229-234, 241, 278, 304-306, 418

Ndikimi në terren 284-291

Joekuilibri 102- 103, 380, 382, ​​384

Elektronet në metale dhe gjysmëmetale 19, 30, 31, 43, 242

Skaji i brezit të përthithjes 108

Grilë kristali 36, 147-163, 171, 208, 211,281

Efekti i ortekut 363, 365

Lazer 104, 165, 436, 437, 440

Nivelet e Landau 340

Kurthe (shih gjithashtu ngjitjen) 416-417, 420

Forca Lorentz 84, 85, 264, 331, 333, 423

Numri 44, 257, 3J6

Forca magnetike 84, 85, 86, 90, 91, 95, 97, 332, 334, 335 Fusha magnetike e fortë 94, 95, 338, 339, 341, 351-355

Dhe çfarë ndodh në to dukuritë fizike. Lënda e studimit janë vetitë strukturore, elektrofizike dhe optike të gjysmëpërçuesve, shumë prej të cilëve përdoren në krijimin e pajisjeve gjysmëpërçuese. Metodat për marrjen dhe modifikimin e vetive të gjysmëpërçuesve i përkasin seksionit të shkencës së materialeve gjysmëpërçuese.

Letërsia

• P. Yu, M. Cardona Bazat e fizikës së gjysmëpërçuesve. - FIZMATLIT, 2002. - ISBN 5922102680

Fondacioni Wikimedia. 2010.

Shihni se çfarë është "Fizika e gjysmëpërçuesve" në fjalorë të tjerë:

fizika e gjysmëpërçuesve- puslaidininkių fizika statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. fizikë gjysmëpërçuese vok. Halbleiterphysik, f rus. fizikë gjysmëpërçuese, f pranc. physique des gjysmë dirigjent, f … Fizikos terminų žodynas

Një pranues në fizikën e gjendjes së ngurtë (shih gjithashtu gjysmëpërçuesit) është një papastërti në një rrjetë kristalore që i jep kristalit një lloj përçueshmërie vrime në të cilën bartësit e ngarkesës janë vrima. Termi ka kuptim kur tip kovalent lidhjet në ... Wikipedia

Një dhurues në fizikën e gjendjes së ngurtë (shih gjithashtu gjysmëpërçuesit) është një papastërti në një rrjetë kristali që i dhuron një elektron kristalit. Prezantohet me një lloj lidhjeje kovalente. Ka donatorë me një tarifë dhe me shumë tarifa. Për shembull, në kristalet e elementeve IV... ... Wikipedia

Ky term ka kuptime të tjera, shih Rekombinim. Rikombinimi është zhdukja e transportuesve të ngarkesës si rezultat i përplasjeve të ngarkesave të shenjave të kundërta (me shpejtësi "të ulëta"). Opsionet e mëposhtme janë të mundshme në gjysmëpërçuesit... ... Wikipedia

Fizika e gjysmëpërçuesve është një seksion i fizikës së gjendjes së ngurtë që i kushtohet studimit të veçorive të vetive fizike të gjysmëpërçuesve dhe fenomeneve fizike që ndodhin në to. Lënda e studimit janë vetitë strukturore, elektrofizike, optike... ... Wikipedia

Fusha e fizikës që studiohet vetitë fizike dhe strukturë trupore solide dhe janë duke u zhvilluar ide teorike, duke shpjeguar këto veti. * * * FIZIKA E GJENDJES SË NGURTË FIZIKA E GJENDJES SË NGURTË, fusha e fizikës në të cilën ... ... fjalor enciklopedik

FIZIKA. 1. Lënda dhe struktura e fizikës Fizika është një shkencë që studion më të thjeshtat dhe në të njëjtën kohë më të rëndësishmet. vetitë e përgjithshme dhe ligjet e lëvizjes së objekteve të botës materiale që na rrethon. Si rezultat i kësaj të përbashkëte, nuk ka dukuri natyrore që të mos kenë veti fizike. Vetitë... Enciklopedi fizike

- (greqisht τὰ φυσικά - shkencë e natyrës, nga φύσις - natyrë) - një kompleks i shkencës. disiplina që studiojnë vetitë e përgjithshme të strukturës, bashkëveprimit dhe lëvizjes së materies. Në përputhje me këto detyra, moderne F. përafërsisht mund të ndahet në tre të mëdha... ... Enciklopedi Filozofike

Shkenca që studion më të thjeshtat dhe në të njëjtën kohë më shumë modele të përgjithshme dukuritë natyrore, vetitë dhe struktura e materies dhe ligjet e lëvizjes së saj. Konceptet e fiziologjisë dhe ligjet e saj qëndrojnë në themel të gjithë shkencës natyrore. F. i referohet shkencat ekzakte dhe studion sasitë... Enciklopedi fizike

FIZIKA E GJENDJES SË NGURTË, fizika e substancave në GJENDJE TË NGURTË. Nga studimi i strukturës, forcave lidhëse, vetive elektrike, magnetike dhe të temperaturës të trupave të ngurtë, kjo shkencë erdhi deri te zhvillimi i GJYSMËPËRQUESVE, MAZERËVE, LAZERËVE dhe... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

libra

• Fizika e gjysmëpërçuesve, Shalimova K.V.. Teksti shkollor shqyrton idetë model për mekanizmin e përçueshmërisë elektrike, jep bazat e teorisë së brezit të gjysmëpërçuesve dhe teorinë e dridhjeve të rrjetës kristalore, paraqet statistika...

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike