Pusiausvirieji krūvininkų tankiai puslaidininkyje
Neišsigimusiose trimatėse parabolinėse juostose n=N_c exp[−(E_c−μ)/(k_BT)] ir p=N_v exp[−(μ−E_v)/(k_BT)], kur N_c,v=2(2πm_c,v*k_BT/h²)³ᐟ² vienam izotropiniam slėniui, įskaitant dvi sukinio būsenas.
Esminės žinios
Neišsigimusiose trimatėse parabolinėse juostose n=N_c exp[−(E_c−μ)/(k_BT)] ir p=N_v exp[−(μ−E_v)/(k_BT)], kur N_c,v=2(2πm_c,v*k_BT/h²)³ᐟ² vienam izotropiniam slėniui, įskaitant dvi sukinio būsenas. Taigi np=N_cN_v exp[−E_g/(k_BT)]=n_i². Iš elektrinio neutralumo gauname n+N_A⁻=p+N_D⁺; savajame puslaidininkyje n=p=n_i.
Vertės ir lygtys
n=N_c e^[−(E_c−μ)/(k_BT)]; p=N_v e^[−(μ−E_v)/(k_BT)]; np=n_i²; n+N_A⁻=p+N_D⁺
- n,p,n_i,N_c,N_v,N_A⁻,N_D⁺
- Krūvininkų koncentracijos, savitoji koncentracija, efektiniai būsenų tankiai ir jonizuotų priemaišų koncentracijos m⁻³
- E_c,E_v,E_g,μ
- Juostų kraštai, draustinės juostos plotis ir pusiausvirasis cheminis potencialas J
- k_B
- Bolcmano konstanta J K⁻¹
- T
- Temperatūra K
- m_c,v*
- Izotropinės būsenų tankio efektinės masės kg
- h
- Planko konstanta J s
Sąlygos ir taikymo ribos
- Šiluminė pusiausvyra su vienu cheminiu potencialu, T>0, mažos juostų užpildymo koncentracijos, kurioms galioja Bolcmano statistika, pastovus medžiagos draustinės juostos plotis E_g=E_c−E_v>0 ir pateiktas parabolinis būsenų tankio artinys.
- Slėnių išsigimimas ir anizotropinės būsenų tankio efektinės masės keičia N_c,N_v. Būtina įvertinti jonizuotų priemaišų koncentracijas; priemaišų iššalimas, išsigimimas arba nepusiausviroji injekcija daro supaprastintas visiškos jonizacijos ir Bolcmano statistikos prielaidomis paremtas išvadas negaliojančias. Esant baigtinei T, savitojo puslaidininkio μ nebūtinai yra tiksliai draustinės juostos viduryje.
Šaltiniai · 1
Šaltiniai
Šaltiniai išlaiko savo taikymo ribas. Vien nuoroda nepatvirtina kiekvieno teiginio patikrinimo.
Pagrindimas ir peržiūra
Kietojo kūno fizika: trečiojo kurso paskaitų konspektas (2012): §16.3, lygtys 16.6–16.9 ir „Savitieji ir legiruotieji puslaidininkiai“: Bolcmano koncentracijos, masių veikimo dėsnio sandauga ir neutralumas; naudojant h=2πħ perrašomi priešdaugikliai. Naudojamos jonizuotos priemaišos, o ne šaltinyje pateiktas specialusis aukštos temperatūros atvejis, kai priemaišos visiškai aktyvuotos. Neįtraukiamas klaidingas žymuo g_v laidumo juostos integrale, Gauso funkcijos išvestinės minuso ženklo klaida ir neteisingi skylių integralo algebriniai pertvarkymai.
2026-10-10 · Nepriklausoma DI redakcinė peržiūra: Nepriklausomai perskaityti visi 136 unikalūs autoriaus parengti glausti fizikos teiginiai, visos hipotezės ir pateiktos lygtys bei kintamųjų ir vienetų lentelės, visos 192 iš fizikos kilusios semantinės nuorodos, tiksli 165 autoriaus patikros matrica ir susieti išsaugoti konceptualūs teiginiai. Trys fizikos žyma pažymėti matavimo realizavimo įrašai perduoti pagrindinei matavimų peržiūrai. Mokslinių šaltinių tikrinimas apima tikslią autoriaus skyrių patikrą, nepriklausomą viso glausto turinio ir semantikos peržiūrą bei toliau užfiksuotas tikslines pakartotines pirminių šaltinių patikras; neteigiama, kad visas kiekvieno šaltinio tekstas buvo nepriklausomai perskaitytas iš naujo. Nepriklausoma DI redakcinė peržiūra nėra žmogaus specialisto patvirtinimas ar eksperimentinis atkartojimas. Srities turinio inventorius patvirtintas nepriklausomai peržiūrėjus du pridėtus energijos juostų konstravimo metodus, patikrintus pagal šaltinius. Patvirtinimo įrašas: physics-independent-content-inventory-review.1.
Įrašo informacija
Nuolatinė nuoroda į šį įrašą ↗- Įrašo identifikatorius
- physics-semiconductor-equilibrium-statistics
- Versija
- university-core.1
- Struktūruotas žinyno įrašas
- Universitetinių pagrindų plėtra