E g opt ~ E g term + E F .
4. Температурна залежність ширини забороненої зони
Зміна ширини забороненої зони власного кремнію може бути виражене функцією:
(9)
де T - температура решітки, Еg (0) - ширина забороненої зони при 0К (для кремнію становить 1,166). Зміна ширини забороненої зони з температурою однаково розподілено між зоною провідності і валентною зоною. p> Енергії забороненої зони напівпровідників має тенденцію до зниження, при підвищенні температури. Таку поведінку можна пояснити, якщо врахувати, що міжатомна відстань збільшується, коли амплітуда коливань атомів збільшується у зв'язку із збільшенням теплової енергії. Цей ефект можна виміряти за допомогою коефіцієнта лінійного розширення матеріалу (величина, що характеризує відносну величину зміни обсягу або лінійних розмірів тіла зі збільшенням температури на 1 К при постійному тиску). У кремнії температурний коефіцієнт лінійного розширення 2,33 В· 10-6 К-1, нижче 120 К стає негативним. Збільшуючи міжатомна відстань, зменшується потенційна енергія електронів в матеріалі, яка, у свою чергу, зменшує розмір ширини забороненої зони. p> Ширина забороненої зони може так само зміняться від прикладеної механічної напруги, внаслідок стиснення або розширення напівпровідника.
Вперше залежність ширини забороненої зони від температури отримав Р. Макфарлан з вимірів оптичного поглинання. Можна бачити, що в широкому діапазоні температур ? Е лінійно залежить від температури, однак при температурі, яка прагне до 0, ширина забороненої зони прагне до постійної величини .
В
Рис. 1. Температурна залежність ширини забороненої зони германію
Висновок
Таким чином, в даній роботі було розглянуто один з основних параметрів напівпровідника - ширина забороненої зони, зокрема її залежність від температури в кремнії. Ширина забороненої зони - фундаментальний параметр у фізиці напівпровідників. Необхідно враховувати її зміна щодо зовнішніх впливів, таких як температура чи прикладена механічне напруження, які можуть змінити розмір E g і тим самим властивості напівпровідника.
Список джерел
1. Павлов П.В. Фізика твердого тіла/Павлов П.В., А.Ф. Хохлов - Учеб. 3-е изд., Стер. - М.: Вища. шк., 2000. - 494 с. p align="justify">. Сміт Р. Напівпровідники/Сміт Р; Пер. з англ.-М.: Світ-1982.-560 с.
. Фалькевич Е.С. Тех...
