导带底电子、价带底空穴 A=yep-K) 风=Nm气 R=NegB KT )=Nm
0 exp( ) c F c B E E n N K T − = − 0 exp( ) F v v B E E p N K T − = − exp( ) n c F c B E E n N K T − = − exp( ) p F v v B E E p N K T − = − 导带底电子、价带底空穴
2、异质结能带图确定方法 安德森(Ander son)能带模型 假定: 1、在异质结界面处不存在界面态和偶极态; 2、异质结界面两边的空间电荷层(或耗尽层中),空间电 荷 的符号相反、大小相等; 3、异质结界面两边的介电常数分别为c,和c2,c12,界面处 的电场不连续: 81E1-82E2 E1≠E20
2、异质结能带图确定方法 安德森(Anderson)能带模型 假定: 1、在异质结界面处不存在界面态和偶极态; 2、异质结界面两边的空间电荷层(或耗尽层中),空间电 荷 的符号相反、大小相等; 3、异质结界面两边的介电常数分别为1和2 ,1 2 ,界面处 的电场不连续: 1 E1 =2 E2 E1 E2
真空能级 △E 02 功函数中:电子由费米能级 01 E不 F2 至自由空间所需的能量, F-t △E, Φ=E0F Ev2 δ1 电子亲和势%:电子由导带 p-GaAs N-Al,Ga_As 底跃迁到真空能级所需的能 →距离 量,X=E。E。 (a)
功函数:电子由费米能级 至自由空间所需的能量, =E0 -F 电子亲和势:电子由导带 底跃迁到真空能级所需的能 量,=E0 -E c
确定真空能级 真空能级 分别确定导、价带 真空能级 X I△E X2 0 02 F 费米能级统一 F1- ---F2 △E Ev2 静电势势垒高度 F δ1 N-Al,Ga-As p-GaAs N-Al,GaAs p-GaAs →距离 距离 (b) 确定结区能级 (a)
确定真空能级 分别确定导、价带 费米能级统一 静电势势垒高度 确定结区能级
3、pN异质结能带图 VD=VDP+VDN 当两种单晶材料组成在一起构成异质 结后,它们处于平衡态,费米能级应 真空能级 当相同。为了维持各自原有的功函数中 尖峰 和电子亲和势不变,就会形成空间电 -△E 荷区,在结的两旁出现静电势,相应 的势垒高度为eV,e为电子电荷,V,为 尖谷 接触电势。它等于两种材料的费米能 △E 级差:eV,F2f) △E。=X-X2 D N 0 XN AE,=E-E。-△E。 △Eg=△E。+△E 距离 △E。≠△E, △E,=△Eg-△X △E,>AE
3 、pN异质结能带图 p N 当两种单晶材料组成在一起构成异质 结后 ,它们处于平衡态 ,费米能级应 当相同 。为了维持各自原有的功函数 和电子亲和势 不变 ,就会形成空间电 荷区 ,在结的两旁出现静电势 ,相应 的势垒高度为eV D , e为电子电荷 , V D 为 接触电势 。它等于两种材料的费米能 级差:eVD= F2 -F1 E E c v E E c v