Электропроводность кристаллов

1. Физика реального кристалла

5. Электропроводность кристаллов.
Профессор Б.И.Островский
[email protected]

2.

Электропроводность кристаллов

3.

4.

Проводимость полупроводников
В общем случае:
= cq p

5.

Диффузионный ток в полупроводниках
j = - D dc/dx

6.

n-p переход,
обедненная зона

7.

What happens when p-type & n-type semiconductors are connected?
Holes and e’s migrate across p/n junction.
Диффузия носителей
заряда
holes
~104 V/cm
electric field at
junction limits
size of depletion
region

8.

Диффузия носителей заряда
в полупроводниках
Короткая
вспышка
Концентрация неосновных
носителей заряда возрастает
на порядки

9.

Соотношение Эйнштейна для
заряженных частиц (ионов)
pKBT = D
p KBT = qD
p = v/ F = v/qE
V- дрейфовая скорость ионов; p - подвижность
заряженных частиц, q- заряд, E - электрическое поле,
c - концентрация заряженных частиц.
= cq p = cq2D/ KBT - проводимость

10.

Диффузия атомов примеси по межузлиям
Коэффициент диффузии зависит от температуры по закону
D = D0 e E / kT
,
причем в данном случае Е представляет собой энергию
активации процесса (энергия перескока).
Пример диффузии по межузлиям

11.

Вакансионный механизм диффузии
(атомы замещения)
D = cv D ;
D = za2 0 e E / kT
cv = n/N = e Evac / kT
- концентрация вакансий
D = 0 za2 e (Evac + E )/ kT
ED= Evac + E
D = D0 e ED / kT

12.

Проводимость заряженных частиц
сq = (сq2 a2/
с
Ценность последнего выражения определяется тем, что
проводимость образца можно легко измерить

13.

14.

Ионная проводимость в кристаллах

15.

Точечные дефекты и электропроводность
ионных кристаллов

16.

Электропроводность галогенидов

17.

18.

19.

Вакансионный механизм ионной
проводимости галогенидов

20.

Управляем концентрацией вакансий

21.

Образование катионных вакансий в кристалле KCl
F- центр -анионная вакансия, захватившая избыточный электрон
Катионная вакансия
+ позитрон?

22.

Изменение плотности кристалла KCl
(«разбухание» кристалла)

23.

Ионные суперпроводники