Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бонч-Бруевич В.Л. -> "Физика полупроводников " -> 235

Физика полупроводников - Бонч-Бруевич В.Л.

Бонч-Бруевич В.Л. , Калашников С.Г. Физика полупроводников — Москва, 1977. — 678 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikov1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 229 230 231 232 233 234 < 235 > 236 237 238 239 240 241 .. 295 >> Следующая


ш = 2п~. (10.1)

Это соотношение между ю и L хорошо оправдывается на опыте.

В арсениде галлия «-типа частота колебаний (10.1) составляет примерно 10э 4- 1010 Гц и выше, в зависимости от длины образца. Возникновение рассматриваемых колебаний в я-GaAs и подобных

ему материалах называется эффектом Ганна. Он используется в полупроводниковой электронике для создания генераторов и усилителей СВЧ, элементов ЭВМ и ряда других приборов.

Электрические домены могут возникать не только в результате тепловых флуктуаций, но и благодаря флуктуациям напряженности поля, связанным со случайными статическими неоднородностями распределения примеси. Последние играют роль затравок, инициирующих возникновение макроскопически неоднородного состояния. При этом домены могут оказаться локализованными вблизи затравок. Такие домены называют статическими. Образование их не влечет за собой колебаний тока в цепи нагрузки. Оно, однако, приводит к насыщению тока: все изменение напряжения на образце падает на домене, размеры которого соответственно изменяются.

С дальнейшим повышением напряжения на образце статический домен может «оторваться» от затравки и превратиться в движущийся.

Помимо случайных неоднородностей указанного выше типа, роль затравки могут играть также электроды. Возникновение домена — статического или движущегося — связано здесь с контактным полем, которое в условиях нагрева действует так Же, как- и флуктуационное. Домен образуется у катода или анода, в завис® мости от типа контакта и от знака носителей заряда,

Рис. 16.15. Сила тока I в цепи нагрузки как функция времени t при движении доменов по образцу (схематически).
Глава XVII

ПРОБЛЕМЫ ОБОСНОВАНИЯ ЗОННОЙ ТЕОРИИ И ЗАДАЧИ, ВЫХОДЯЩИЕ ЗА ЕЕ РАМКИ

§ 1. Три вопроса к зонной теории

Как мы видели в предыдущих главах, зонная теория твердого тела позволяет успешно интерпретировать множество экспериментальных данных, касающихся электрических, гальваномагнитных, оптических и других свойств полупроводников. Вместе с тем справедливость основных предположений, на которых базируется зонная теория, отнюдь не очевидна. Поэтому возникает задача об обосновании зонной теории и об установлении границ ее применимости. Здесь можно выделить три основных вопроса, соответствующие трем основным предположениям, принятым в § III. 1.

Во-первых, уравнение Шредингера (III.2.4) описывает движение электрона при фиксированном расположении тяжелых частиц, рассматриваемых просто как источники поля. Фактически тяжелые частицы также движутся. Это движение мы изучали в гл. XII. Там, однако, не принималось явно во внимание наличие свободных электронов. Между тем они не только испытывают действие со стороны тяжелых частиц, но и сами действуют на них. Возникает вопрос: можно ли — и если да, то на каком основании — рассматривать по отдельности движение тяжелых частиц — атомных ядер —¦ и электронов?

Во-вторых, уравнение (III.2.4) описывает движение электрона в периодическом поле. Это означает, в частности, что решетка предполагается идеальной: тяжелые частицы считаются покоящимися строго в ее узлах, в результате чего потенциальная энергия электрона оказывается периодической функцией коордйнат. Фактически, однако, такое состояние не может реализоваться: оно отвечало бы точно заданным значениям координат и скоростей частиц, что не допускается принципом неопределенности. Иначе говоря, кристаллическая решетка в принципе не может быть идеальной. Отражением этого обстоятельства являются нулевые колебания решетки. Как мы видели в гл. XIV, наличие колебаний решетки (в том числе и нулевых) приводит к появлению дополнительного слагаемого в операторе энергии электрона — энергии взаимодействия электрона с колебаниями решетки.

Возникает вопрос: можно ли — и если да, то на каком основании — рассматривать задачу об энергетическом спектре электрона
548

ПРОБЛЕМЫ ОБОСНОВАНИЯ ЗОННОЙ ТЕОРИИ [ГЛ. XVII

в идеальной решетке, пренебрегая его взаимодействием с ее колебаниями?

Наконец, в-третьих, уравнение (III.2.4) описывает движение одного электрона. На самом деле в любой конденсированной среде, в том числе и в полупроводнике, мы всегда имеем дело со многими электронами, взаимодействующими друг с другом. Такая система описывается волновой функцией, зависящей от координат и спинов всех электронов, а не только одного из них. Для определения этой волновой функции надо было бы написать уравнение Шредингера с гамильтонианом, содержащим не только операторы кинетической энергии электронов и потенциальной энергии их в поле тяжелых частиц, но и операторы энергии взаимодействия электронов друг с другом.-'

Возникает вопрос: можно ли — и если да, то на каком основании — рассматривать одноэлектронную задачу (III.2.4) вместо многоэлектронной?

Проблема обоснования данной теории твердого тела состоит в том, чтобы выяснить, можно ли дать положительные ответы на три поставленных выше вопроса.
Предыдущая << 1 .. 229 230 231 232 233 234 < 235 > 236 237 238 239 240 241 .. 295 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed