tailieunhanh - Giáo trình Vật lý điện tử: Phần 2 - GS. Phùng Hồ

Giáo trình Vật lý điện tử: Phần 2 cung cấp cho các bạn các kiến thức về một số vấn đề vật lý bán dẫn, xử lý tín hiệu quang. Giáo trình là tài liệu học tập, tham khảo cho sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông và một số chuyên ngành có liên quan. | 157 Chương 4 MỘT SỐ VÂN ĐỂ VẬT LÝ BÁN DAN Vật liệu bán dẫn là vật liêu chính để chế tạo các linh kiện điện tử linh kiện quang điện tử. Vì vây ở đây chúng ta xem xét một số tính chất cơ bản của chúng. Điện tử trong tinh thể bán dẫn Trong chương trước chúng ta mới xét tinh thể chất rắn nói chung. Trong chương này ta xét những tính chất của bán dẫn chúng ta bắt đầu vấn đề này từ ảnh hưởng của điện trường đến điện tử trong chất bán dẫn. Sự thay đổi mức năng lượng trong điện trường ngoài. . Chúng ta thấy rằng khi không có điện trường bên ngoài các mức năng lượng trong chất bán dẫn không phụ thuộc vào toạ độ trong không gian thường và ta thường biểu diễn nó bằng những đường nằm ngang như ở hình trong đó hai Hình Các mức năng lượng khi không có tác dụng cùa điện trường. 158 Chương 4. Một số vấn đế vật lý bán dẫn mức quan trọng nhất được đặt tên và ký hiệu riêng. Đó là đáy vùng dẫn Ec và đỉnh vùng hoá trị Ev. Năng lượng giữa hai mức đó là bị cấm. Đại lượng ES Ec E gọi là bề rộng vùng cấm thường tính bằng eV. Các mức nâng lượng khác cũng nàm ngang khi không có trường ngoài. Trong vùng dẫn mức Ec được coi là thê năng của điện tử cũng như thế trong vùng hoá trị Ev là thế năng của lỗ trống. Điện tử nằm ở mức Ec được coi là có động năng bằng không khi ở mức cao hơn Ec thì phần E - Ee là động năng của điện tử. Bây giờ chúng ta xét sự thay đổi của các mức năng lượng khi có điện trường ngoài tác dụng. Bài toán này đáng lẽ phải được giải bằng cơ học lượng tử nhưng ở đây ta sẽ xem xét nó bằng cơ học cổ điển theo đó ta có - W dt ở đây V r là thế năng của điện tử trong trường ngoài. Nhân hai vê phương trình này với V ta có v dt m dt dt 2m dt u df dt dt Từ đây ta có - 0 J dt E0 F V f H p r const Phương trình nói lên rằng chuyển động của điện tử ở trong trường ngoài bao giờ cũng xẩy ra sao cho năng lượng toàn phần gồm năng lượng của điện tử trong tinh thể và thế năng của điện tử trong điện trường ngoài là một hằng số. Nếu trong mẫu bán dẫn có một điên trường .