Здесь е - абсолютная величина заряда электрона, E - напряжённость электрич. поля, п и р - концентрации электронов и дырок, - их подвижности.
Вблизи состояния термодинамич. равновесия коэф. диффузии носителей
в невырожденном полупроводнике связаны с подвижностями соотношением:
где T - абсолютная температура.
Вдали от равновесного
состояния соотношение (1) может нарушаться. Диффузия носителей заряда
в полупроводниках обладает рядом особенностей, отличающих её, напр., от диффузии нейтральных
частиц в газе. Прежде всего, перенос заряда при диффузии носителей заряда
в полупроводниках приводит к возникновению объёмного заряда и электрического
поля, которое необходимо учитывать в выражениях для плотности тока. В полупроводниках с монополярной
(примесной) проводимостью нарушение зарядовой нейтральности происходит
на расстояниях порядка дебаевской длины экранирования.
Другая особенность диффузии носителей заряда в полупроводниках определяется наличием носителей двух знаков в полупроводниках с биполярной проводимостью. Объёмный заряд, возникающий при диффузии носителей одного типа, может компенсироваться носителями другого типа. Обычно коэффициенты диффузии носителей разного знака различны. Поле объёмного заряда замедляет белее подвижные и ускоряет менее подвижные носители. В результате происходит совместное перемещение носителей заряда обоих знаков, имеющее характер диффузии (биполярная, или амбиполярная, диффузия). Диффузионные потоки электронов и дырок при биполярной диффузии пропорциональны градиентам концентрации соответствующих носителей, причём коэффициент пропорциональности (коэф. биполярной диффузии) равен:
Для полупроводника n-типа
, для полупроводника p-типа
, т. е. в обоих
случаях D совпадает с коэф. диффузии неосновных носителей. Это связано
с нейтрализацией возникающего объёмного заряда осн. носителями. Для собств.
полупроводника .
При DЭ>DД выполняется неравенство DД<Di<DЭ.
Диффузия носителей заряда в полупроводниках сопровождается
рекомбинацией носителей заряда в полупроводниках. В результате при биполярной
диффузии неравновесных носителей диффузионный поток проникает на расстояния
порядка диффузионной длины носителей от источника неравновесных носителей.
Распределение концентрации
неравновесных неосновных носителей (дырок в полупроводнике n-типа) в
отсутствие внеш. полей описывается ур-нием диффузии:
где -
время жизни дырок,
- мощность источника неравновесных дырок, r - пространств. координата
точки (от точки генерации). Аналогичное ур-ние имеет место для неравновесных
электронов в полупроводнике р-типа.
Диффузия носителей заряда в полупроводниках может осложняться
процессами захвата носителей на т. н. уровни прилипания. Биполярная
диффузия носителей заряда в полупроводниках является причиной Дембера
эффекта, Фотомагнитоэлектрического эффекта и др. Она определяет работу
ряда полупроводниковых приборов - полупроводникового диода, транзистора и др.
Э. M. Эпштейн
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.