固体物理-五3.ppt

丹倍效应：由于光激发非平衡载流子的扩散，在光照面与背面之间产生的电势差，称为丹倍电势差，有时也称为光扩散电势差。这个效应称为丹倍效应（Dember effect） 光磁效应：如果沿x方向用光照射半导体表面的同时，还在z方向施加磁场，则在y方向的样品两端将产生电势差，着个效应称为光磁效应或光电磁效应 丹倍效应和光磁效应 光学性能 霍尔效应及光学性能 * 各位老师、各位同学下午好，欢迎大家参加我的博士论文答辩。下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 * 下面我将从这几个方面把我这几年的工作向大家作个汇报。 电子在外场中的加速度及有效质量 一维条件 电子运动的性质 能带底部k=0 能带顶部 电子在外场中的加速度及有效质量 一维条件 电子运动的性质 电子通过与原子散射而交换动量 有效质量为什么为负? 晶体中电子运动同时受外力和晶体周期性势场力的作用 将周期性势场力的作用归并到晶体中电子的质量中 电子从晶格获得的动量大于付出给晶格的动量 电子从晶格获得的动量小于付出给晶格的动量 一维情况： 三维情况： 有效质量为张量 价带顶附近的有效质量为负 导带底附近的有效质量为正 电子的有效质量 电子运动的性质 电子运动的性质 三维条件下，有效质量和加速度均具有张量的形式，反映出Bloach电子在晶体中的运动具有各向异性，在不同方向上具有不同的表观质量。作用力与加速度方向不一定一致。 有效质量是一个重要的概念，所谓有效质量并不意味着电子质量的改变，它反映了周期场对电子运动的影响。 在上述处理中，实际上将电子近似按经典粒子处理（或称准经典粒子，例量子力学中采用的波包等研究方法）。 结论 三维条件 相关知识 费米能级的定义 费米面是绝对零度时电子填充最高能级的能量位置。 在本征半导体载流子浓度推导时，对此说法进行了修正，认为它是对金属而言的，对半导体则不适用，因为推出本征半导体的EF位于禁带中央，周围没有可供电子占据的能级。给出一个改进的定义： 从统计的观点来看，费米面是电子填充几率为二分之一的能级位置。 对受主掺杂和施主掺杂的情况进行了推导，发现同为半导体，EF不是固定不变的，我们又得到一个结论： 随掺杂情况的不同，费米面会发生移动。 一般来说，施主掺杂导致EF向靠近导带底的方向移动，而受主导致EF向靠近价带顶的方向移动。 相关知识 载流子浓度 载 流 子 ：对电导有贡献的粒子。包括满带中的空穴和导带中的电子。 本征半导体：半导体性质是由于电子从满带被激发到导带而产生的。 杂质半导体：其电性能受外加掺杂剂控制的一类半导体。 相关知识 载流子浓度 电子的浓度 空穴的浓度 NV称为价带有效能级密度 NC称为导带有效能级密度 相关知识 载流子浓度 本征半导体载流子浓度 载流子浓度仅取决于能带隙Eg和温度T 对本征半导体而言，其费米面的位置正好位于其禁带的中央。 相关知识 载流子浓度 杂质半导体载流子浓度 ① 杂质半导体：其电性能受外加掺杂剂控制的一类半导体。 ② 施主杂质：提供导带电子的杂质。 ③ 受主杂质：提供价带空穴的杂质。 霍尔效应及光学性能 霍尔效应：所谓霍尔效应，是指把通有电流的半导体放在均匀磁场中，设电场沿X方向，电场强度为Ex，磁场方向和电场垂直，沿Z方向，磁感应强度为Bz ，则在垂直于电场和磁场的+Y或-Y方向将产生一个横向电场 。这个现象就称为霍尔效应。霍尔电场Ey与电流密度Jx和磁感应强度Bz成正比，即： 霍尔效应 霍尔效应的起因 霍尔效应及光学性能 霍尔效应 霍尔效应的起因 金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。 p型半导体是以价带空穴导电，n型半导体是以导带电子导电，分别可看成带正电的载流子和带负电的载流子。则在电场和磁场的共同作用下，它们分别有如下的运动形式： 当载流子受到的洛仑兹力和横向电场力相等时，载流子不再做侧向运动，达到平衡时有 霍尔效应及光学性能 霍尔效应 霍尔效应的起因 vx为电子迁移速度 比例系数称为霍尔系数，即 霍尔效应及光学性能 霍尔效应 霍尔效应的起因 当