固體物理--半導(dǎo)體晶體 8.3 本征載流子濃度

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1、在半導(dǎo)體物理中，化學(xué)勢m稱為費米能級。在感興趣的溫度范圍內(nèi)，對半導(dǎo)體的導(dǎo)帶可以假定e-m>>kBT，于是當(dāng)fe<<1時，上式近似于傳導(dǎo)電子軌道被占據(jù)的概率導(dǎo)帶中電子的能量帶邊能量電子的有效質(zhì)量1統(tǒng)計計算時的能量標(biāo)度圖溫度kBT<>kBT如果價帶頂附近的空穴的行為如同有效質(zhì)量為mh的粒子，則空穴的態(tài)密度為價帶邊的能量4價帶中空穴的濃度為平衡關(guān)系式上述推導(dǎo)過程沒有假定材料是本征的，該結(jié)果對存在雜質(zhì)的情況同樣成立。唯一假設(shè)是費

2、米能級離兩個帶邊的距離同kBT相比是大的不依賴于費米能級5因為給定溫度下電子和空穴的濃度之乘積是一不依賴于雜質(zhì)濃度的常數(shù)，因此引入少量適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)而使n增大，那么必定會使p較小該結(jié)果在實踐中很重要：通過有控制地引入適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)，可以減少非純晶體內(nèi)的總載流子濃度n+p。6在本征半導(dǎo)體中，電子的數(shù)目等于空穴的數(shù)目。令下表i表示本征，則上兩式相等，并讓費米能級從價帶頂開始量度(Ev=0)，則費米能級位于帶隙中央指數(shù)依賴于78.3.1本征遷移率遷移率是單位電場強度引起的帶電載流子漂移速度的大小電子和空穴的遷移率都定義為正的，記為me和mh注意和化學(xué)勢的區(qū)別電導(dǎo)率是電

3、子和空穴的貢獻之和由電荷q的漂移速度v=qtE/m，得遷移率以適當(dāng)冪次律隨溫度變化8