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正课
1.锑化铟的能带结构
2.砷化镓的能带结构
3.混合晶体的能带结构
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从结合力上看由共价键和离子键混合
化合物半导体从结构上来说具有闪锌矿结构
三五族半导体的能带结构:
1.导带结构
2.价带结构
3.禁带宽度
正课
能带结构的共同特征:
1.具有与金刚石结构相同的第一布里渊区,都是截角八面体
2.价带是简并的(存在一个重空穴带 ,还有一个轻空穴带,一个自旋轨道耦合分裂的第三带)与Si和Ge相似的
3.价带极大值不是恰好位于处(与硅和锗区别)而是稍有偏离,偏离不大
这是它的一般的特征
三五族半导体我们主要介绍
1.锑化铟的能带结构
导带结构:导带极小值位于(布里渊区的中心),导带极小值的附近具有球形等能面(电子的有效质量各向同性),导带极小值附近,关系的曲率很大
电子的有效质量很小,等于0.0135 惯性质量,晶体当中电子一开始得到
价带结构:一个重空穴带其最大值不在处,而偏了一点点,偏了中心至边界的
极大值处的能量比处高,这就是锑化铟的重空穴带,因为价带是简并的,一个轻空穴带,一个自旋轨道耦合分裂的带,其裂距
禁带宽度: 时禁带宽度
跃迁之后,准动量使自然守恒的,波矢没变,因此只需要满足能量守恒就可以了,对于这样两个不同的能带结构看上去难度不一样,区分为直接带隙半导体和间接带隙半导体
现在看起来锑化铟使直接带隙半导体
这个禁带宽度比较窄,意味着在同样的温度下,电子跃迁更容易,在室温下,导电能力就很强了
红外的作用也会使得电子跃迁,这个量就很小,相比原来的来说非常小,所以我们降低背景的载流子,所以需要在液氮下工作,把本底的载流子浓度降低下去
2.砷化镓的能带结构
砷化镓的导带结构,导带极小值位于布里渊区中心,,极小值附近,具有球形等能面
(电子有效质量 各向同性 ),另外在<111>方向上和<100>方向上,与第一布里渊区交界处,还各有一个能量的次极小值,其能量比K=0处,分别高出和,
300k下,砷化镓的禁带宽度
3.混合晶体的能带结构
,X称为混晶比,混晶比在0~1之间变化,晶体的能带结构在GaAs和GaP之间变化
GaP的能带结构 1.导带极小值位于<100>方向上 2.价带顶位于处 3.下,
当类似砷化镓,当具有类似砷化磷的结构
如果混晶比在之间的时候,能带结构是类似于砷化镓的,并且禁带宽度1.84~1.94电子福特
第一件事可以把禁带宽度调的比较适合,发出可见光
第二件事调整直接带隙和间接带隙