如何推导本征半导体中价带中空穴浓度的公式:p = Nv*exp[-(E(F) – Ev)kT]

如何推导本征半导体中价带中空穴浓度的公式:p = Nv*exp[-(E(F) – Ev)kT],第1张

这个公式其实就是直接套用费米迪拉克分布,不过因为分母上的1远远小于exp[(E(F) – Ev)/kT],于是省略掉了。费米迪拉克分布已经是基础的分布规律,推倒这个分布要用到微观状态数和包利不相容原理,再加上拉格朗日乘数法推倒。比较繁琐,你可以读Reif写的Fundamentals of Statistical and Thermal Physics,其中有详尽的推导过程。

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测量禁带宽度

1:利用紫外见漫反射测量吸光度与波数据作图利用截线做吸收波阈值 λg(nm)利用公式 Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度

2:利用 (Ahν)2 hν 做图利用直线部外推至横坐标交点即禁带宽度值利用(Ahν)0.5 hν 做图利用直线部外推至横坐标交点即禁带宽度值前者间接半导体禁带宽度值者直接半导体禁带宽度值 A (Absorbance) 即紫外见漫反射吸光度

3:利用 (αhν)2 hν 做图利用直线部外推至横坐标交点即禁带宽度值利用(αhν)0.5 hν 做图利用直线部外推至横坐标交点即禁带宽度值前者间接半导体禁带宽度值者直接半导体禁带宽度值 α (Absorption Coefficient ) 即紫外见漫反射吸收系数α 与 A 比

般两种:

1、紫外-见光谱测量材料吸收边带隙;

百度资料

2、电化(循环伏安)测定带隙、HOMO/LUMO能级;

Ref:Adv. Mater. 2011, 23, 2367–2371

怎么看电子态密度的上价带和下价带

导带:由自由电子形成的能量空间.

在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带

价带:半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带.对半导体而言,此能带中的能级基本上是连续的.全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动.但若该电子受到光照,它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区,从而使价带变成部分充填,此时价带中留下的电子可在固体中自由运动.价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的.

被价电子占据的允带(低温下通常被价电子占满).


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