Вырожденный полупроводник

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Вырожденный полупроводник — это полупроводник, концентрация примесей в котором настолько велика, что собственные свойства практически не проявляются, а проявляются в основном свойства примеси. У вырожденного полупроводника уровень Ферми лежит внутри разрешённых зон или внутри запрещённой зоны на расстояниях не более kT от границ разрешённых зон. Вырожденные полупроводники получают путём сильного легирования собственных полупроводников.

Природа вырождения[править | править вики-текст]

Характерные для полупроводников свойства обусловлены существованием запрещённой зоны. В собственном полупроводнике валентная зона почти полностью заполнена электронами, а зона проводимости почти пуста даже при достаточно высоких температурах. Уровень химического потенциала расположен посередине запрещённой зоны (при абсолютном нуле температуры), на значительном энергетическом расстоянии от обеих смежных зон. Незначительное количество носителей заряда можно описывать статистикой Максвелла-Больцмана.

При введении примесей, уровень химического потенциала начинает смещаться к одной из зон. При очень высокой концентрации примесей, он может оказаться очень близко и даже внутри одной из зон. В таком случае проявляется фермионный характер электронов проводимости или дырок. Для описания распределения носителей заряда в зонах нужно применять статистику Ферми-Дирака. Полупроводник начинает вести себя аналогично металлу.

В скомпенсованном полупроводнике, несмотря на большую концентрацию примесей, уровень химического потенциала остаётся внутри запрещённой зоны и вырождения не наблюдается.

См. также[править | править вики-текст]