Генерация носителей заряда в полупроводниках. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Генерация носителей заряда в полупроводниках - появление электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. Генерация носителей заряда в полупроводниках происходит под действием теплового движения атомов кристаллич. решётки (тепловая генерация), а также внеш. факторов - освещения (оптич. генерация), облучения потоками частиц, сильных электрич. полей и др. Мерой генерации носителей заряда в полупроводниках является скорость генерации - число носителей, возникающих в единице объёма за единицу времени. Тепловая генерация носителей заряда в полупроводниках в равновесном полупроводнике уравновешивается их рекомбинацией (см. Рекомбинация носителей заряда), поэтому скорость тепловой генерации G равна скорости рекомбинации, т. е.

, где п₀ - равновесная концентрация носителей, t- время жизни неравновесных носителей.

В случае оптической генерации носителей заряда концентрация неравновесных носителей может превосходить равновесное значение на много порядков. Межзонное поглощение света, происходящее, когда энергия кванта

превосходит ширину запрещённой зоны

, приводит к генерации электронно-дырочных пар

, примесное поглощение - к генерации электронов

или Дырок

. Скорость оптической генерации носителей заряда при

зависит от интенсивности света. При малых интенсивностях эта зависимость обычно линейна и описывается ф-лой

где I₀ - плотность потока световых квантов (число квантов, падающих на единицу площади за единицу времени),

- коэф. поглощения света, х - глубина проникновения,

- квантовый выход (коэф., определяющий, какая доля поглощённых квантов приводит к появлению носителей заряда). При

, т. к. внутризонное поглощение света не приводит к появлению новых носителей. При

возможно

, т. к. из-за взаимодействия между электронами один фотон может возбудить более одного электрона.

При

(рентг. или

-излучение) генерация носителей заряда состоит из первичного акта ионизации , при к-ром возникают носители большой энергии

, и множественных процессов ударной ионизации, в к-рых образуются новые электронно-дырочные пары. При этом

, однако

. Последнее связано с необходимостью сохранения импульса в элементарных актах рождения электронно-дырочных пар с возбуждением колебаний решётки. При.

часто пользуются приближённой ф-лой

. Аналогичным образом протекает генерация носителей заряда, если вместо фотонов использовать заряж. частицы большой энергии

(электроны, протоны, a-частицы и т. п.; см. Полупроводниковый детектор частиц).

При высоких интенсивностях света (лазерное излучение), когда существенны ''процессы многоквантового поглощения света, зависимость скорости генерации носителей заряда от интенсивности становится нелинейной (см. Многофотонные процессы, Полупроводниковый лазер).

Генерация носителей заряда происходит также в присутствии сильного электрич. поля вследствие ударной ионизации и туннельных переходов электронов в зону проводимости из валентной зоны (т. н. пробой Зенера) и с примесных уровней.

Литература по генерации носителей заряда

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.