Контакт метал напівпровідник

Контактні явища в напівпровідниках та металах.

Фізика контактних явищ метал-н/п

Що таке електронна спорідненість

Білет 8

Який зв'язок CdS і ТеS.

Електронна спорідненість – це енергія яка виділяються при приєднанні електрона до атома. Електрона спорідненість галогенів лежить в межах [1- 9] еВ. Енергія споріднення Cl – 3.6 eB для F -3.1 eB.

В NaCl енергія внутрішнього зв’язку 5.7 еВ. Енергія Маделунга – також залежіть від параметру який називається координаційне число.

Нехай буде напівпровідник n-типу. Термодинамічна робота виходу напівпровідника - це енергія яку потрібно затратити, щоб перевести електрон з дна зони провідності у вакуум це є зовнішня робота виходу, яка дорівнює величині електронного споріднення.

Рис 1.

(ф1)

Якщо є метал то характерною є його термодинамічна робота виходу.

Рис 2.

(ф2)

метал напівпровідник

Рис 3.

нехай напівпровідник є n-типу тоді термодинамічний вихід:

(ф3)

Поверхня металу буде заряджатися негативно, а поверхня напівпровідника буде заряджений позитивно і виникає контактна різниця потенціалів. Ця контактна різниця потенціалів буде доти, поки сформоване електричне поле не буде протидіяти переходу електронів, а це приведе до того, що рівень фермі в наслідок переходу напівпровідник метал повинні вирівнятись.

(ф4)

Рис 4.

в такому випадку сумарний потік

(ф5)

напруженість ел поля яка виникає на відстані де

(ф6)

кількість електронів на одиниці поверхні це

(ф7)

для того що визначити товщину шару з якого виходять електрони поділити на повну концентрацію.

(ф8)

якщо припустити що різниця термодинамічних різниць виходу дорівнює одиниці і а концентрація носіїв заряду 10"22

для металу глибина проникнення буде

при великих товщинах величини є ввдносно малими заряд локалізується на поверхні. Якщо товщина є співмірна товщині гратки то всі зміни концентрації носіїв заряду будуть відбуватися в приповерхневому шарі напівпровідника. Якщо величина .,то товщина залишиться малою а буде .

При цьому виникає шар збіднення при чому концентрація носіїв заряду міняється за законом

(ф9) .

якщо підставити в

(ф10)

то можна бачити що енергія електронів в зоні збіднення збільшується при наближенні до границі розділу.

З урахуванням контактної різниці потенціалів:

Рис 5.

Оскільки величина напруженості поля, яке формується за рахунок контактної різниці потенціалів є на три порядки менше за внутрішнє кристалічне поле то це означає що ширина ЗЗ не буде мінятися.

Дата добавления: 2015-05-08