16 маъруза Қаттиқ жисмлар физикаси Маъруза режаси Ярим ўтказгичларнинг хусусий ўтказувчанлиги

Температура ортиши билан, унинг таъсирида валент соҳадаги электронларнинг бир қисми термик қўзғалиб, тақиқланган соҳадан ўтказувчанлик соҳасига ўтаоладиган энергияга эга бўлади.

Бу ҳолда, ўтказувчанлик соҳасида эркин электронлар, валент соҳада эса, шу соҳани ташлаб кетган электронларнинг бўш энергетик ҳолатлари ҳосил бўлади.

Хулоса

Юқоридагилардан қуйидаги иккита муҳим хулоса келиб чиқади:

1. Ярим ўтказгичларнинг ўтказувчанлиги валент соҳадаги электронларга ўтказувчанлик соҳасига ўтиш учун етарли бўлган энергияни берувчи ташқи кучлар таъсирида пайдо бўлади. Шунинг учун ярим ўтказгичлар ўтказувчанлиги қўзғатилган ўтказувчанликдан иборатдир;

2.Қаттиқ жисмларнинг яримўтказгичлар ва диэлектрикларга бўлиниши маълум бир ҳисобда шартли табиатга эга. Уй ҳароратида диэлектрик хусусиятга эга бўлган олмос, юқори температураларда сезиларли ўтказувчанликка эга бўлиб, ярим ўтказгич хусусиятини олади.

Хусусий ва кам аралашмали яримўтказгичларда электрон ёки ковак газлари айнимаган газлардир ва уларнинг ҳолатлар бўйича тақсимланиши Максвелл–Больцман классик статистикаси билан ифодаланади. Бундан яримўтказгичларда эркин заряд ташувчилар концентрацияси Ферми сатҳи ва температурага боғлиқдир.

Юқоридаги функциянинг ечими ўтказувчанлик соҳасидаги электронлар ва валент соҳасидаги тешиклар концентрацияларининг ифодаларини беради.

• μ – химиявий потенциал ёки Ферми сатҳидир
• mn и mp - электронлар ва тешикларнинг эффектив массаларидир.
• Ез - тақиқланган соҳа кенглиги
• h - Планк доимийси
• k - Больцман доимийси
• Т- термодинамик температура.

Хулоса:

Ферми сатҳи билан соҳалар ўртасидаги энергетик масофа кенгайиши билан шу соҳага тегишли заряд ташувчилар концентрациялари (n ва p) камайиб боради.

Хусусий ярим ўтказгичда, иссиқлик генерацияси ва рекомбинацияси жараёнлари натижасида, яъни валент соҳасидаги электроннинг ўтказувчанлик соҳасига ўтишида валент соҳада тешиклар хосил қилиши натижасида, исталган температураларда ni электронлар ва pi тешикларнинг мувозанатли концентрациялари ўрнатилади ni = pi .