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第四讲半导体的导电性

4.2载流子的散射

1.载流子的散射

J=−nqvdJE

有外加电场时，载流子在电场力的作用

恒定电场作用下，电

下作加速运动，漂移速度应该不断增大，

流密度应该是恒定

电流密度将无限增大

相互矛盾

载流子在运动中会受到散射作用

载流子的散射——由于载流子不断地遭到晶格热振动或电离杂质以及其他因

素的散射，导致其速度大小及方向不断被改变。

受到电场力的作用而产生的定向运动

载流子存在着相互

矛盾的两种运动载流子仍不断地遭到散射，使载流子的运动方向不

断地改变，同时使载流子获得的附加速度不断消失

E

无外加电场时，载流子做无规则的热运动。有外加电场时，载流子以一定的平均速度沿力的方向漂移。

2.散射的基本介绍

散射的原因：晶格周期性势场遭到破坏而存在附加势场

杂质（电离杂质、中性杂质）

散射

晶格振动散射

散射机构等同的能谷间散射

位错散射

层错散射

合金散射

3.载流子的主要散射机构

电离杂质中心散射电离施主散射电离受主散射

PNT−32

ii

物理意义:

➢N越大，散射概率越大；

i

➢T越高，载流子平均热运动速度越大，散射概率越小。

晶格振动的散射——半导体中格点原子的振动引起载流子的散射。

◆格波

2π横

q

纵

光学波

波矢，方向为格波传播的方向。

➢晶体中一个格波波矢q对应不止一个格波。ω

纵声学波

➢每个q对应的格波数=每个原胞的自由度数3n

长波

➢Si，Ge及GaAs：每个q有6个格波横

➢由N个原胞组成的半导体：共有6N个不同的格波