半导体物理学——半导体中载流子的统计分布.pdf

半导体物理学半导体物理学 黄黄 整整 第三章 半导体中载流子的统计分布 热平衡状态 在一定温度下，载流子的产生和载流子的复 合合建立起动态平衡建立起动态平衡，这时的载流子称为这时的载流子称为热平热平 衡载流子。 半导体的热平衡状态受半导体的热平衡状态受温度温度影响影响，特定温度特定温度 对应特定的热平衡状态。 半导体的导电性受温度的强烈影响。 2 半导体物理学 黄整 第三章 半导体中载流子的统计分布 状态密度的概念状态密度的概念 能带中能量E 附近每单位能量间隔内量子态的 数目。 能带中能量为E~(E+dE)无限小的能量间隔内有 dz个个量子态子态，则状态密度则状态密度gg((E))为为 ddz ( ) g E dEdE 3 半导体物理学 黄整 第三章 半导体中载流子的统计分布 状态密度的计算状态密度的计算 状态密度的计算状态密度的计算 已知单位已知单位k空间体积的量子态数空间体积的量子态数 已知能量E~(E+dE)在k空间中所 对应的体积对应的体积 两者相乘得状态数dz 根据定义公式求得态密度g (E) dzdz g (E ) dEdE 4 半导体物理学 黄整 第三章 半导体中载流子的统计分布 kk空间中的量子态空间中的量子态 ∞ ∞ 一维无限深势阱维无限深势阱 UU((xx)) ⎛⎛ L ⎞⎞ 0 ⎜0 x ⎟ ⎝ 2 ⎠ UU (( xx )) ⎛ L ⎞ ∞ x ≤ x ≥ ⎝⎝⎜ 0, 22 ⎠⎠⎟ 0 L/2 x ⎡ 2 2 ⎤ h d − + ( ) ψ ( ) ψ ( ) ⎢ 2 U x ⎥ x E x ⎣⎣ 22mm dxdx ⎦⎦ 4 L A sin , 0 A kx x (( )) L