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

Захват носителей заряда в полупроводниках - переход электрона из зоны проводимости на примесный уровень в запрещённой зоне полупроводника либо с примесного уровня в валентную зону (последний случай удобнее рассматривать как переход дырки из валентной зоны на примесный уровень; см. Зонная теория ).Скорость r_э 3. н. з. из зоны проводимости пропорциональна концентрации п носителей в зоне, концентрации N_t примесных уровней и вероятности того, что данный уровень с энергией E_t не заполнен:
r_э = a_эnN_t [1-f(E_t)].
Здесь f(E_t) - вероятность заполнения данного уровня, a_э - коэф. захвата, связанный с эффективным сечением захвата S соотношением:
a_э = Sv_T,
где v_T - ср. скорость теплового движения носителей заряда. Наряду с процессом 3. н. з. происходит обратный процесс - их выброс с примесных уровней в зону. Скорость этого процесса равна:
g_э =b_эN_tf (E_t).
Согласно детального равновесия принципу ,в состоянии термодинамич. равновесия g_э=r_э, откуда b_э=a_эn₁. где n₁=(g₀/g_l)N_cexp(- I/kT), g₀, g_l - статистич. веса соответственно пустого и заполненного уровней, N_c - эффективная плотность состояний в зоне проводимости, I - энергия ионизации примесного уровня. Суммарная скорость захвата электронов равна:
R_э = r_э- g_э = a_эN_t [п (1-f)-n₁f].
Аналогичные ф-лы имеют место для захвата дырок, характеризуемого соответствующими величинами r_д, a_д, g_д, R_д. Захват носителей заряда в полупроводниках может явиться первым этапом процесса рекомбинации носителей заряда через примесные центры: захват электрона из зоны проводимости и последующий захват дырки на тот же уровень (либо наоборот). Если для данного уровня a_э>>a_д, то электрон, захваченный на этот уровень, прежде чем рекомбинировать с дыркой, может быть много раз выброшен обратно в зону проводимости и захвачен снова. Такие примесные уровни наз. уровнями прилипания или ловушками для электронов; при a_д>>a_э имеем уровни прилипания для дырок. Уровни, для к-рых a_э~a_д, наз. уровнями рекомбинации. При захвате обоих носителей заряда на уровни прилипания с низким темпом выброса (малые b_э и b_д) неравновесное состояние может сохраняться очень долго, особенно при низких температурах.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

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.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Захват носителей заряда в полупроводниках

Литература по захвату носителей заряда в полупроводниках