МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Приборостроительный факультет

Кафедра «Микро- и нанотехника»

Курсовая работа по дисциплине «Физика полупроводников»

''ЭФФЕКТ ПОЛЯ. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА''

Выполнила: студентка ПСФ,

гр. 113416 Ющенко А.А.

Руководитель:

канд. физ. - мат. наук, доц. Сернов С.П.

Минск 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 2

1 . ЭФФЕКТ ПОЛЯ .. 2

1.1 Зонная диаграмма. 2

2 ЭФФЕКТ ПОЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ .. 2

2.1Влияние квантово-размерных слоев In(Ga)As на эффект поля в слоях GaAs …………………………………………………………………………….2

2.1.1Методика исследования. 2

2.1.2Экспериментальные результаты.. 2

3 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА 2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 2

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 2

ВВЕДЕНИЕ

Различные электронные процессы, которые несколько условно могут быть объединены названием поверхностных, в значительной мере связаны с наличием приповерхностного слоя пространственного заряда. Свойства этого слоя для данного вида образца полупроводника однозначно характеризуются поверхностным электростатическим потенциалом. Отсюда следует, что возможности исследования и управления величиной и знаком поверхностного электростатического потенциала. Существует множество методов изменения поверхностного электростатического потенциала, но в данной работе рассматривали метод воздействия на поверхностный электростатический потенциал полупроводника. Он заключается в непосредственном приложении внешнего электрического поля, нормального к его поверхности. Этот метод, получивший название «эффекта поля».

В зависимости от процесса релаксации разделяют существование двух принципиально различных механизмов экранировки объема полупроводника от проникновения в него внешнего поперечного поля. Первый из них заключается в захвате индуцированного в полупроводник заряда поверхностными состояниями. Второй механизм экранировки связан с изменением заряда в слое пространственного заряда, и следовательно, с изменением поверхностного электростатического потенциала.

1. ЭФФЕКТ ПОЛЯ

Величину поверхностного потенциала можно изменять не только изменяя окружающую среду, но и создавая у поверхности полупроводника поперечное электрическое поле. Влияние внешнего электрического поля на электропроводность полупроводника получило название эффекта поля.

Существует большое число разнообразных экспериментальных приемов изучения эффекта поля, как в стационарном, так и в нестационарном режимах. Пример стационарного метода показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема наблюдения стационарного эффекта поля.

Пластинка полупроводника П служит одной из обкладок конденсатора, второй обкладкой которого является металлическая пластина М, отделенная от полупроводника тонким слоем изолятора И. К конденсатору прикладывается постоянное напряжение, величину и знак которого можно изменять. Концы пластинки полупроводника имеют низкоомные контакты, с помощью которых она включается мостовую схему (или какую-либо другую) для точного измерения малых измерений проводимости.

Ещё удобнее исследовать эффект поля, прикладывая к пластинам конденсатора переменное напряжение низкой частоты (десятки или сотни герц). Тогда, используя простые схемы и подавая на одну из пар пластин осциллографа сигнал, пропорциональный приложенному напряжению u, а на другую пару пластин – сигнал, пропорциональный ∆G , можно получить на экране всю кривую зависимости ∆G от u. Это позволяет легко определить по формуле 1 значение Y_s при любом напряжении на конденсаторе, и в частности, при u = 0 (в «естественном» состоянии поверхности).

Y_a = Y_{s min} + ∆Y_s , (1.1)

∆Y_s определяется величиной (G – G_min ).

Такой метод имеет большое преимущество перед использованием различных газовых атмосфер, так как эти последние могут не только искривлять энергетические зоны, но и изменять концентрацию поверхностных уровней энергии вследствие адсорбции атомов газов.

Исследование эффекта поля позволяет получить ценную информацию о поверхностных состояниях (энергетических уровнях и их концентрациях). Эта возможность основана на следующем. Электроны и дырки под каждой единицей поверхности создают заряд

Q = Q_v + Q_s = e( Г_p – Г_n ) + Q_s (1.2)

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--