从复合动力学理论 证明深能级Et上单个电子和空穴的发射概率分别为 en(Et T)=σnVthNcexp[-(Ec-Et)/k0T] ep

大学 空穴,能级,概率 已帮助 人

从复合动力学理论,证明深能级Et上单个电子和空穴的发射概率分别为

  en(Et,T)=σnVthNcexp[-(Ec-Et)/k0T]

  ep(Et,T)=σpVth]Nvexp[-(Et-Ev)/k0T]

热搜:文件对经济领域中的一些问题,从理论上

答案解析

难度★★☆ 搜索
  • (1)电子的俘获过程:
       电子的俘获速率正比于导带中自由电子浓席n和没有为电子占有的复合中心浓度Nt(1-f)。此处Nt为半导体中的复合中心浓度,f是一个复合中心被一个电子占有的概率,平衡时
           (1)
       式中,Et为深能级(或者复合中心能级),故电子的俘获速率为
       γa∝nNt(1-f)    (2)
       式中,比例常数用Vthσn乘积来表示,即
       γa=VthσnnNt(1-f)    (3)
       式中,Vth为载流子平均热运动速度,σn为电子的俘获截面。
       (2)电子的发射过程:
       电子的发射过程正比于已为电子占有的复合中心浓度Ntf,故
       γb=enNtf    (4)
       发射概率en是电子从其占有复合中心跳到导带的概率。
       (3)空穴的俘获过程:
       由于空穴的俘获相当于一个电子从一个复合中心跃迁到价带,它正比于为电子占有的复合中心浓度Ntf,即
       γc=VthσppNtf    (5)
       (4)空穴的发射过程:
       空穴的发射速率γd为
       γd=epNt(1-f)    (6)
       式中ep为空穴发射概率,即电子从价带跃迁到复合中心的概率,它正比于没有被占有的复合中心浓度Nt(1-f)。
       (5)计算en、ep:
       考虑平衡情况下,没有任何外部产生机构,故γa=γb。得到
           (7)
       电子平衡浓度n为
       n=Ncexp[-(Ec-EF)/k0T    (8)
       将式(1)、式(8)代入式(7)中,于是可以得到
       en(Et,T)=VthσnNcexp[-(Ec-Et)/k0T    (9)
       同理,将γc=γd,并把空穴平衡浓度公式代入后即可得到
       ep(Et,T)=σpVthNvexp[-(Et-Ev)/k0T]    (10)