Сверхинжекция - явление, возникающее при инжекции неосновных
носителей заряда в гетеропереходе ,заключающееся в превышении концентрации
неосновных носителей в материале, в к-рый происходит инжек-ция, по сравнению
с концентрацией носителей в эмиттере. С. электронов может наблюдаться при
инжекции из материала с меньшим сродством к электрону в материал с большим
сродством. Механизм С. иллюстрируется зонной картиной р - n-перехода
в системе GaAs - GaAlAs. На рис. 1 (а) изображена зонная схема гетероперехода
p-GaAs - n-GaAlAs в состоянии равновесия, на рис. 1 (б) - при приложении
напряжения в пропускном направлении. Изображены линии, отвечающие положению
краёв зон
и положению квазиуровней Ферми', и
- разрывы зон. Условия квазиравновесия отвечают постоянству квазиуровней
Ферми в слое пространственного заряда, поэтому если условия квазиравновесия
выполняются, то концентрация электронов в узкозонном GaAs оказывается больше,
чем в эмиттере из GaAlAs. Для невырожденных носителей заряда макс. величина
коэф. С.
(отношение концентрации инжектиров. носителей к их концентрации в эмиттере)
может быть оценена как.
В рамках диффузионной теории макс. значение
с учётом падения квазиуровня Ферми равно отношению диффузионной длины и
длины Дебая.
При инжекции в двойной гетероструктуре, в к-рой тонкий слой узкозонного
материала заключён между широкозонными эмиттерами (рис. 2), в выражении
для максимального
появляется дополнит. множитель L/d, где d - толщина узкозонного
слоя, в к-ром происходит рекомбинация. С. может наблюдаться и в плавных
гетеропереходах, в к-рых параметры материала непрерывно изменяются с координатой.
Гетеропереход может считаться резким, если изменение таких параметров,
как ширина запрещённой зоны, сродство к электрону на величину порядка kТ, происходит на расстояниях, меньших длины Дебая, в противном случае
в выражении для
дебаевская длина заменяется на характерную полевую длину, совпадающую с
расстоянием, на к-ром ширина запрещённой зоны меняется на величину kT. Поскольку, как правило, дебаевская длина много меньше диффузионной
длины, величина
может достигать в реальных гетеропереходах, как плавных, так и резких,
весьма больших значений. С. широко используется в гетеротранзисторах и
гетеролазерах .В гетеротранзисторах за счёт С. обеспечивается односторонняя
инжекция носителей в базу. В гетеролазерах С. позволяет использовать в
качестве эмиттеров относительно слаб» легированные слои с низкими оптич.
потерями, что способствует снижению порогового тока гетеролазера и повышению
дифференц. квантовой эффективности.
Рис. 1. Зонная схема гетероперехода p-GaAs,
а - в состоянии равновесия; б - при приложении напряжения в прямом направлении.
Рис. 2. Двойная гетероструктура в режиме сверхинженции.
В. Б. Халфин
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.