Следует рассмотреть различного рода осложнения, которые возникают, когда вклад двух или нескольких видов примесных центров в заселенность зоны проводимости свободными элек- 400 Гл. 4. Полупроводники *г Iе! £с & ^ 1 1 ^ 0 /г У \ ee-£a, Температура — Рис. 4.23. Схема зависимости /г0 и 8f от температуры для примесного полупроводника п-типа, в котором действуют два типа донорных центров, из которых более мелкие частично компенсированы. тронами изменяется с изменением температуры. Итак, предположим, что в полупроводнике /г-типа имеется Nd\ примесных донорных состояний с энергией ионизации ed\ и N&2 совершенно других донорных центров с несколько большей энергией связи ed2. Как обычно, в нем присутствует некоторая концентрация Na различных компенсирующих центров, и для полупроводника я-типа мы требуем, чтобы Na было меньше, чем (Мц+Л^г)15. Тогда распределение всех имеющихся электронов в тепловом равновесии удовлетворяет равенству п0 = Nc exp (eF/k0T) = Ndl[\-Pe (еЛ)] + Nd2 [ 1 - Ре (ел)] г- Na (4.46) при условии, что n0<^Nc и что возбужденными состояниями различных центров можно пренебречь. Формально уравнение (4.46) представляет собой кубическое уравнение относительно п0 или exp(EF/k0T), однако оно упрощается к квадратному, если зазор между двумя энергиями примесных центров велик по сравнению с k0T. На рис. 4.23 изображен типичный характер возрастания По при нагревании (сопровождаемого температурным изменением электрохимического потенциала) для двух 15 Величина Na должна быть меньше, чем (Ndi-\-Nd2), чтобы вообще поведение полупроводника определялось донорами. Однако чтобы наблюдалось поведение, показанное на рис. 4.23, должно выполняться более жесткое требование Na<Ndt. Дело в том, что когда число компенсирующих центров превышает число самых мелких доноров, уровень Ферми при низких температурах оказывается «привязанным» к энергии более глубокого донора. Формально ситуация такая же, как для одного вида доноров /У,*2 с (ЛЛ„—/V.i t) компенсноующими центрами. 4.1. Равновесная статистика электронов 401 типов центров, хорошо разделенных по энергии. «Истощение» одного из них наступает раньше, чем может начаться сколько- нибудь заметная ионизация второго.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Влияние двух или большего числа типов центров» з дисципліни «Фізика твердого тіла»
