半导体材料中的复合类型有哪些

半导体材料中的复合类型有哪些,第1张

新型无机非金属材料

高频绝缘材料

氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等

铁电和压电材料

钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等

磁性材料

锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等

导体陶瓷

钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等

半导体陶瓷

钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金属元素氧化物系材料等

光学材料

钇铝石榴石激光材料,氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等

高温结构陶瓷

高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物

超硬材料

碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等

人工晶体

铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等

生物陶瓷

长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体等

无机复合材料

陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料

首先要说明的是半导体的能带分为三个区域,导带,禁带,价带。导带中的电子和价带中的空穴是能够参与导电的载流子。激发过程就是价带中的电子在接受能量后跃迁过禁带到到达导带的过程,由于电子离开价带留下一个空位,因此激发过程会在价带留下一个空穴。而复合过程正好相反,是导带中的电子回到价带填补原来的空位的过程,该过程释放能量。

N,P型半导体则是半导体掺杂之后在禁带中形成了杂质能级,杂质能级距离价带或者导带小于禁带宽度,因此杂质的激发过程更容易发生,从而使半导体价带中的空穴或导带中的电子变多。掺入能够使导带中电子变多的杂质的半导体为N型半导体,使价带中空穴变多的半导体就是p型半导体。

复合中心半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级,它们既可以俘获电子又能俘获空穴,从而促进复合过程。

陷阱中心是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用,空穴陷阱就起着存储空穴的作用。

一般来说,陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。

热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子,当半导体内引入非平衡载流子时,这些能级上的电子数目将发生变化,如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力,该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。

当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合,而必须首先激发到导带或价带,然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中,载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多,因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。

百度百科  陷阱(物理学术语)

百度百科 复合中心


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