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lzf_12266金蟲 (正式寫手)
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[求助]
費(fèi)米能級(jí)釘扎實(shí)現(xiàn)
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關(guān)于費(fèi)米能級(jí)釘扎。 1 什么叫“費(fèi)米能級(jí)釘扎”，如何做到? 2 怎樣利用晶體中缺陷對(duì)費(fèi)米能級(jí)進(jìn)行釘扎。 問的可能不夠?qū)I(yè)，大概意思就是這樣。 關(guān)鍵是第二個(gè)問題。 |
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【答案】應(yīng)助回帖
lzf_12266(金幣+4, 博學(xué)EPI+1): 2011-05-09 21:12:47
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費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)是半導(dǎo)體物理中的一個(gè)重要概念。本來半導(dǎo)體中的Fermi能級(jí)是容易發(fā)生位置變化的。例如，摻入施主雜質(zhì)即可使Fermi能級(jí)移向?qū)У祝雽?dǎo)體變成為n型半導(dǎo)體；摻入受主雜質(zhì)即可使Fermi能級(jí)移向價(jià)帶頂，半導(dǎo)體變成為p型半導(dǎo)體。但是，若Fermi能級(jí)不能因?yàn)閾诫s等而發(fā)生位置變化的話，那么就稱這種情況為費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)。在這種效應(yīng)起作用的時(shí)候，往半導(dǎo)體中即使摻入很多的施主或者受主，但不能激活（即不能提供載流子），故也不能改變半導(dǎo)體的型號(hào)，也因此難于通過雜質(zhì)補(bǔ)償來制作出pn結(jié)。 產(chǎn)生費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)的原因，與材料的本性有關(guān)。寬禁帶半導(dǎo)體（GaN、SiC等）就是一個(gè)典型的例子，這種半導(dǎo)體一般只能制備成n型或p型的半導(dǎo)體，摻雜不能改變其型號(hào)（即Fermi能級(jí)不能移動(dòng)），故稱為單極性半導(dǎo)體。一般，離子性較強(qiáng)的半導(dǎo)體（如Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體，CdS、ZnO、ZnSe、CdSe）就往往是單極性半導(dǎo)體。這主要是由于其中存在大量帶電缺陷，使得費(fèi)米能級(jí)被釘扎住所造成的。正因?yàn)槿绱�，采用GaN來制作發(fā)蘭光的二極管時(shí)，先前就遇到了很大的困難，后來通過特殊的退火措施才激活了摻入的施主或受主雜質(zhì)，獲得了pn結(jié)——制作出了發(fā)蘭色光的二極管。 非晶態(tài)半導(dǎo)體也往往存在費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)。制作出的非晶態(tài)半導(dǎo)體多是高阻材料,Fermi能級(jí)不能因摻雜而移動(dòng)，這也是由于其中有大量缺陷的關(guān)系。 此外，半導(dǎo)體表面態(tài)密度較大時(shí)也往往造成費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)。這在M-S系統(tǒng)和MOS系統(tǒng)中起著重要的作用。 |
2樓2011-05-09 11:13:41
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