2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：非均勻半導(dǎo)體中的自建場(chǎng)

非均勻半導(dǎo)體中的自建場(chǎng)非均勻半導(dǎo)體中的自建場(chǎng)半導(dǎo)體中的靜電場(chǎng)和勢(shì)非均勻半導(dǎo)體和自建電場(chǎng)流密度和電流密度在漂移和擴(kuò)散同時(shí)存在的情況下，空穴和電子的流密度分別為電流密度分別為在一維情況下，空穴和電子的電流分別為式中為電流垂直流過的面積。（1-135）

（1-132）

（1-133）

（1-134）

（1-136）

（1-137）

電場(chǎng)定義為電勢(shì)的負(fù)梯度電勢(shì)與電子勢(shì)能的關(guān)系為可以把電場(chǎng)表示為（一維）取表示靜電勢(shì)與此類似，定義為費(fèi)米勢(shì)。(1-138)

（1-140）

（1-141）

（1-142）

于是式中稱為熱電勢(shì).在熱平衡情況下，費(fèi)米勢(shì)為常數(shù)，可以把它取為零基準(zhǔn)，

（1-145）

（1-146）

（1-143）

（1-144）

非均勻的雜質(zhì)分布會(huì)在半導(dǎo)體中形成電場(chǎng)，稱為自建電場(chǎng)。在熱平衡情況下，由

有和同樣，對(duì)于型半導(dǎo)體，有

（1-145）（1-146）

（1-150）

（1-151）

（1-152）

（1-153）

1.6非平衡載流子在非平衡狀態(tài)下可以定義和兩個(gè)量以代替，使得式中和分別稱為電子和空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)，和分別為相應(yīng)的準(zhǔn)費(fèi)米勢(shì)：（1-162）

（1-163）

修正的歐姆定律（1-166）式和（1-167）式稱為修正的歐姆定律，其中分別稱為電子和空穴的等效電導(dǎo)率。修正歐姆定律雖然在形式上和歐姆定律一致，但它包括了載流子的漂移和擴(kuò)散的綜合效應(yīng)。從修正歐姆定律可以看出，費(fèi)米能級(jí)恒定（即）是電流為零的條件。處于熱平衡的半導(dǎo)體，費(fèi)米能級(jí)恒定?；蛘哒f，熱平衡系統(tǒng)具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)。（1-166）

（1-167）

通過復(fù)合中心的復(fù)合:為簡(jiǎn)單計(jì)，假設(shè)復(fù)合中心對(duì)電子和空穴的俘獲系數(shù)相等。凈復(fù)合率可寫成或表面復(fù)合（1-207）

（1-208）

（1-209）

（1-210）

0.1500.1250.1000.0750.0500.02504.004.104.204.304.40T/KR/Ω

典型超導(dǎo)合金高溫超導(dǎo)氧化物NbTi9.5YBa2Cu3O7-δ90NbZr11Bi2Sr2CaCu2O885PbIn3.4~7.3Tl2Ba2Ca2Cu3O10125PbBi8.5HgBa2Ca2Cu3O101361933年邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)，無論是在磁場(chǎng)