Ганн эффектісі

I. Жартылай өткізгіш туралы түсінік.
II. Азғындалған өткізгіш. Ганн эффектісі.
III. Фермий. Дирак.

Қорытынды бөлім.
Ганн эффектісі — тұрақты кернеу кезінде токтың жоғары жиілікті (~ 109—1010 Гц)тербелісі пайда болатын, азғындалған жартылай өткізгіш. N-тәріздес вольт-амперлік сипаттамасы бар жартылай өткізгіш . Оны 1963 ж. американ физигі Дж.Б. Ганн GaAs пен ZnP қосылыстарында анықтаған. Кейін баска жартылай өткізгіштерде қосылыстарда да байқалған (ZnSb, ZnAs және т.б.). Азғындалған жартылай өткізгіш – заряд тасушылар. Концентрациясы өте жоғары жартылай өткізгіштер. Олардың Фермий деңгейі тыйым салынған зонада емес, өткізгіштік зонада немесе валенттік зонада орналасады. Өткізгіштік зонада орналасқанда электронлардың азғындалуы, ал валенттік зонада орналасқанда кемтіктердің азғындалуы болады. Бір мезгілде электрондардың және кемтіктердің азғындалуын тудыру үшін оларға заряд тасушыларды көп енгізу арқылы іске асыруға болады. Азғындалған жартылай өткізгіштерде заряд тасушылардың энергия бойынша таралуы Фермий- Дирак статистикасына бағынады.
Азғындалған жартылай өткізгіш – заряд тасымалдаушылардың энергетикалық таралуы Ферми –Дирак статистикасымен сипатталатын жартылайөткізгіш. Төмен жартылайөткізгіштерде Ферми деңгейі не өткізгіштік зонаның ішінде немесе валенттілік зонада, не осы зоналар айналасында тікелей жақын kT (T – абсолюттік температура) ретті арақашықтықтағы тыйым салынған зонада орналасқан.
Меншікті жартылайөткізгіштер k T тыйым салынған зонаның енімен салыстырғанда, жоғары температура кезінде азғындалған жартылайөткізгіш болады. Тар тыйым салынған зоналы (HgSe, HgTe) меншікті жартылайөткізгіштердің бір немесе бірнеше типінің тасымалдаушыларының төмендеуі бөлме температурасында болады. Қоспалы жартылайөткізгіштерде электрон өткішгіштері (кемтіктер) донорлы (акцепторлы) қоспаларында жоғары концентрацияда азғындалған болады. Интенсивті оптикалық қозу кезінде немесе заряд тасымалдаушылардың күшті инжекциясында тасымалдаушылардың әртүрлі азғындалуы болуы мүмкін.
Азғындалудың еркін дәрежесінде жартылайөткізгіштің тепе-теңдік электронды-кемтіктік жүйесінде термодинамика-кинетикалық сипаттамасы Ферми-Дирак интегралы арқылы айтылады: мұнда химиялық потенциал. Қатты азғындалу езінде) мына формулалар қоспалар үшін де айтарлықтай оңайланады. Металдар үшінде төмен жартылайөткізгіштер сол көрініске ие.
Заряд тасымалдаушылардың азғындалуы энергия бойынша тасымалдаушылардың бөлінуі жылулық таралуымен келісімді болған тех-кинетикалық эффекттерінде ерекше байқалады. Мұндай эффекттерге магнитті-резисторлы эффект, электронды-жылуөткікізгішті, Пельтье эффекті, Нернста эффекті, Эттингсхаузена эффектісі және т.б. изотропты энергетикалық спектрлі жартылайөткізгіштер жатады. Толық төмен жартылайөткізгіштерде (T=0K кезінде) Паули принципінің күшінің ауыспалы құбылыстарында мұндай жартылайөткізгіштерде бір энергияға ие болатын және Ферми-бетінде орналасқан заряд тасымалдаушылар ғана қатыса алатын болғандықтан, бұл эффекттер болмайды. T=0K кезінде эффекттердің өз орны болады, бірақ олар аса көп емес – кеңдігі шамамен немесе болғанда (қарастырып отырған эффектке қатысты) төмен емес жартылайөткізгіштерге қарағанда аз болады.
1. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники-М.: Высш .шк.: 1986
2. 2. Сиднеев, Ю.Г. Электротехника с основами электроники..-Ростов н/Д,2006
3. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела: Пер. с англ. – М.: Мир, 1969.
4. Епифанов Г.И. Физические основы микроэлектроники.  М.: Советское радио, 1971. – 376 с.
        
        Қазақстан Республикасының Бiлiм және ғылым министрлiгi
Семей қаласының Шәкәрім атындағы ... ... ... ... Ганн ... ... Кенжеғалиева Айзат
Тобы: Т-423
Тексерген: Рахимбердина А.Т
Семей 2015
Жоспар:
I. Жартылай өткізгіш ... ... ... ... Ганн ... Фермий- Дирак.
Қорытынды бөлім.
Ганн эффектісі -- ... ... ... ... жоғары жиілікті (~ 109 -- 1010 Гц)тербелісі пайда болатын, азғындалған жартылай өткізгіш. ... ... ... бар ... ... . Оны 1963 ж. ... ... Дж.Б. Ганн GaAs пен ZnP қосылыстарында анықтаған. Кейін баска жартылай өткізгіштерде қосылыстарда да байқалған (ZnSb, ZnAs және т.б.). ... ... ... - ... ... Концентрациясы өте жоғары жартылай өткізгіштер. Олардың Фермий деңгейі тыйым ... ... ... өткізгіштік зонада немесе валенттік зонада орналасады. Өткізгіштік зонада орналасқанда электронлардың азғындалуы, ал валенттік зонада орналасқанда кемтіктердің азғындалуы ... Бір ... ... және ... ... ... үшін ... заряд тасушыларды көп енгізу арқылы іске асыруға болады. Азғындалған жартылай өткізгіштерде заряд тасушылардың ... ... ... ... ... статистикасына бағынады.
Азғындалған жартылай өткізгіш - заряд тасымалдаушылардың энергетикалық таралуы ... - ... ... сипатталатын жартылайөткізгіш. Төмен жартылайөткізгіштерде Ферми деңгейі не өткізгіштік зонаның ішінде немесе валенттілік зонада, не осы зоналар ... ... ... kT (T - ... ... ретті арақашықтықтағы тыйым салынған зонада орналасқан.
Меншікті жартылайөткізгіштер k T тыйым салынған зонаныңенімен салыстырғанда, жоғары ... ... ... ... ... Тар тыйым салынған зоналы (HgSe, HgTe) меншікті жартылайөткізгіштердің бір немесе бірнеше типінің тасымалдаушыларының төмендеуі бөлме температурасында болады. Қоспалы жартылайөткізгіштерде ... ... ... ... (акцепторлы) қоспаларында жоғары концентрацияда азғындалған болады. Интенсивті оптикалық қозу кезінде немесе заряд тасымалдаушылардың күшті инжекциясында тасымалдаушылардың әртүрлі ... ... ... ... ... ... жартылайөткізгіштің тепе-теңдік электронды-кемтіктік жүйесінде термодинамика-кинетикалық сипаттамасы Ферми-Дирак интегралы арқылы айтылады: ... ... ... ... ... мына формулалар қоспалар үшін де айтарлықтай оңайланады. Металдар үшінде төмен жартылайөткізгіштер сол көрініске ие.
Заряд тасымалдаушылардың азғындалуы ... ... ... ... ... ... ... болған тех-кинетикалық эффекттерінде ерекше байқалады. Мұндай эффекттерге магнитті-резисторлы эффект, электронды-жылуөткікізгішті, Пельтье эффекті, Нернста эффекті, Эттингсхаузена эффектісі және т.б. ... ... ... жартылайөткізгіштер жатады. Толық төмен жартылайөткізгіштерде (T=0K кезінде) Паули принципінің күшінің ауыспалы құбылыстарында мұндай жартылайөткізгіштерде бір энергияға ие болатын және ... ... ... ... ғана ... ... ... бұл эффекттер болмайды. T=0K кезінде эффекттердің өз орны болады, бірақ олар аса көп емес - ... ... ... ... ... эффектке қатысты) төмен емес жартылайөткізгіштерге қарағанда аз болады.
Қозғалғыштық деп заряд тасымалдаушыларының кернеулігі 1 В/м электр өрісіндегі орташа жылдамдығын айтады:
мұндағы Е-электр ... ... ... өлшем бірлігі м[2]/(В∙с).
Заряд тасымалдаушыларының орташа дрейфтік жылдамдығы: , бойынша анықталатыны ... ... τ - екі ... шашырау актісі арасындағы уақыттың орташа интервалы және оны еркін жүріс ... ... ... деп ... Оның ... ... ... энаргиясына байланысты.
Алдыңғы екі формулалардан:. (3)
Осыдан, тасымалдаушының қозғалғыштығы жартылай өткізгіште тасымалдаушылардың шашырау процестерімен сипатталатын еркін жүріс жолының орташа уақыты мен эффективті ... ... ... көрүге болады. Заряд тасымалдаушаларының қозғалғыштығы олардың эффективті массасына кері пропорционал болғандықтан, негізгі жартылай өткізгішті ... ... ... кемтіктердің қозғалғыштығынан артық болады.
Осылайша, бір заттағы электрондар мен кемтіктердің қозғалғыштықтары әртүрлі болады, ал анизотропты кристалдарда айырмашылықтары ... өріс ... ... ... Кристалдағы заряд тасымалдаушылар кристалдық тордың жылулық тербелістерінде (фонондарда), ... ... ... ... ... ақауларында және т.б. еркін заряд тасымалдаушыларында шашырайды. Заряд тасымалдаушылардың кристалдық тордың жылулық тербелісінде шашырауын (тордағы шашырау) ... және ... ... ... деп ... ... Акустикалық фонондарда шашырау кезінде:, ал зарядталған қоспаларда шашыраған кезде:
мұндағы: А және В- ... ... ... N- ... ... z-қоспа ионының заряды. және температуралық тәүелділіктері әр-түрлі екендігін көрүге болады: температура бойыншаөзгереді, ал - ~Сонымен қатар, қоспаларда шашырау ... ... ... ... ... N ... кері пропорционал.
Жоғары температураларда кристалдық тордың жылулық тербелісінде шашырау басым болатыны анық. Сонымен бірге тесператураның өсуіне байланысты заряд тасымалдаушыларының ... Т-3/2 ... ... ... ... төмендеген кезде тордың жылулық тербелісінде заряд тасымалдаушыларының шашырау ықтималдылығы кемиді және қоспа иондарында ... ... ... ... ... ... өсуіне байланысты артады. Бұл жағдайда электр өрісінде электрондар мен кемтіктердің дрейфтік жылдамдығын шектеуші процестер олардың ... ... ... ... ... ауытқуы болып табылады. Жартылай өткізгіште қоспа концентрациясы артқанда заряд тасымалдаушыларының қозғалғыштығы төмендеүінің себебі шашыратушы центрлер ... ... мен ... ... қай ... ... ... және заряд тасымалдағыштардың қозғалғыштығының шамасы жартылай өткізгіштікте қоспаның концентрациясы мен температурасына байланысты.
Қорытынды: Мен бұл ... ... ... ... Ганн ... ... тереңірек ізденіп, көптеген мәліметтер алдым. Ганн эффектісінің вольт- амперлік сипаттағы жартылай өткізгіш екенін білдім. ... ... ... ... ... ... ... энергетикалық таралуы Ферми - Дирак статистикасымен сипатталады. Төмен жартылай өткізгіштерде Ферми деңгейі не өткізгіштік зонаның ішінде ... ... ... ... ... kT ретті арақашықтықтағы тыйым салынған зонада орналасады. Қоспалы жартылайөткізгіштерде ... ... ... донорлы (акцепторлы) қоспаларында жоғары концентрацияда азғындалған болады. Азғындалудың еркін дәрежесінде ... ... ... ... ... ... Ферми-Дирак интегралы арқылы өрнектелінеді. Оның формуласы былай болады:
Пайдаланылған әдебиеттер:
* Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники-М.: Высш .шк.: ... 2. ... Ю.Г. ... с ... ... ... Уэрт Ч., ... Р. Физика твердого тела: Пер. с англ. - М.: Мир, ... ... Г.И. ... ... ... М.: ... ... 1971. - 376 с.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 4 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Доплер эффектісі9 бет
Доплер эффектісі туралы4 бет
Допплер эффектісі6 бет
Парник эффектісі туралы5 бет
Трансформаторлар және автотрансформаторлар. Холл эффектісі5 бет
Corel draw графикалық редакторы30 бет
Агрессивтік мінез-құлықтың теориялық мәселелері12 бет
Атмосфералық ауаның ластануы9 бет
Атмосфералық ауаның ластануы туралы8 бет
Атмосфералық ауаның ластануы. Климаттың ғаламдық өзгерістері12 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь