Равновесная концентрация носителей в собственных полупроводниках, уровень Ферми. Контактные явления в полупроводниках

Количество разрешённых состояний для электронов в зоне проводимости (определяемая плотностью состояний) и вероятность их заполнения (определяемаяфункцией Ферми — Дирака) и соответственные величины для дырок задают количество собственных электронов и дырок в полупроводнике: , ,

где N _c, N _v — константы определяемые свойствами полупроводника, E _c и E _v — положение дна зоны проводимости и потолка валентной зоны соответственно, E _F — неизвестный уровень Ферми, k — постоянная Больцмана, T — температура. Из условия электронейтральности n _i= p _iдля собственного полупроводника можно определить положение уровня Ферми: ,

где E _g — ширина запрещённой зоны и N _c(v). При ненулевой температуре ферми-газ не будет являться вырожденным, и населённость уровней будет плавно уменьшаться от нижних уровней к верхним. В качестве уровня Ферми можно выбрать уровень, заполненный ровно наполовину (то есть вероятность находящегося на искомом уровне состояния быть заполненным частицей должна быть равна 1/2). КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ - неравновесные электронные явления, возникающие при прохождении электрич. тока через контакт полупроводника с металлом или электролитом или через контакт двух различных полупроводников (гетеропереход)либо через границу двух областей одного и того же полупроводника с разным типом носителей заряда (см. р - п-переход)и разной их концентрацией.