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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 網絡生活區(qū) » 有獎問答 » 學術幫助 » 怎么得到粒子的遷移率和擴散系數？
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sjsusan新蟲 (小有名氣)
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[求助]
怎么得到粒子的遷移率和擴散系數？
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請問一下怎么才能得到粒子的遷移率和擴散系數呢？比如下圖這幾個： 我用BOLSIG+計算e+H2O的時候，只能得到反應物中的遷移率和擴散系數，那怎么才能得到上述那幾種粒子的呢？有哪位牛人給個確定的數也行（不過要寫明出處哈~）~ 謝謝啦 |
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【答案】應助回帖
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載流子的遷移率、擴散系數和Einstein關系 * 載流子的遷移率μ是表征載流子在電場作用下加速運動快慢的一個物理量，等于單位電場作用下的漂移速度：μ=vd/E [cm2/V-s]，E為電場[V/cm]，vd為平均漂移速度[cm/s]。載流子遷移率的大小決定于在運動過程中遭受散射的情況：μ=qt/m*，t是散射時間（等于散射幾率的倒數，在簡單情況下就是平均自由時間），m*是有效質量，q為電子電荷。注意：由于載流子的平均漂移速度是定向運動，是一它總是小于混亂的熱運動速度（室溫下載流子的熱運動速度大約為107cm/s）。 濃度為n、遷移率為μ的電子，在電場E作用下，所產生的漂移電流密度為:j=nqμE，即漂移電流密度與載流子濃度成正比。因此，多數載流子對漂移電流的貢獻是主要的。 * 載流子的擴散系數D是表征載流子在濃度梯度驅動下、從高濃度處往低濃度處擴散運動快慢的一個物理量，等于單位濃度梯度作用下的粒子流密度，單位為[cm2/s]。 擴散系數為D的電子，在濃度梯度為dn/dx的驅動下，所產生的擴散電流密度為:j=qD(dn/dx)，即擴散電流密度與載流子濃度梯度成正比，而與載流子濃度本身的大小無關。因此，即使是少數載流子，只要它具有較大的濃度梯度，則也可以嘗試較大的電流。 * Einstein關系: 因為載流子的遷移率和擴散系數都是表征載流子運動快慢的物理量，所以遷移率和擴散系數之間存在有正比的關系——Einstein關系。載流子按能量分布的規(guī)律不同，則將得到不同的Einstein關系。對于非簡并半導體，載流子遵從Boltzmann分布，即可得到簡單的Einstein關系：D=(kT/q)μ；但是對于簡并半導體，載流子遵從Fermi-Dirac分布，則將得到比較復雜的Einstein關系。 注意：載流子的擴散系數不同于雜質原子的擴散系數。在半導體工藝中雜質原子的擴散因為關系著晶格熱缺陷的形成，故與溫度的系數很大——指數函數關系。但是載流子的擴散完全是在濃度梯度驅動下、在熱運動基礎之上的一種定向運動（從高濃度處往低濃度處運動），當然與溫度有關，不過與溫度的關系較��；根據Einstein關系：D=(kT/q)μ，可見，載流子的擴散系數的溫度關系在很大程度上決定于載流子遷移率的溫度關系。在室溫下、當聲學波散射起主要作用時，μ隨著溫度的升高而作3/2式地下降，這時D則與溫度有平方根的反比關系（即D∝1/√T）。 載流子的擴散系數與摻雜濃度的關系也可按照與溫度的關系來進行分析。即基本上也是決定于載流子遷移率的摻雜濃度關系。 |
2樓2014-03-27 18:21:02
sjsusan
新蟲 (小有名氣)
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3樓2014-04-16 08:44:22
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