Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 189

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 183 184 185 186 187 188 < 189 > 190 191 192 193 194 195 .. 236 >> Следующая


2°. При контакте двух разнородных металлов 1 и 2 с работами выхода A1 и A2 происходит преимущественный переход электронов из металла с меньшей работой в металл с большей работой выхода. Металлы заряжаются разноименно, и в состоянии термодинамического равновесия (11.1.3.3°) между двумя контактирующими разнородными металлами имеется разность потенциалов Дср^» называемая внутренней контактной разностью потенциалов.

Разность потенциалов Atp1^ между двумя точками, находящимися вблизи от поверхности первого и второго контакти-
620

ГЛ. VII.2. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

рующих металлов вне их, называется внешней контактной разностью потенциалов.

3°. При контакте двух металлов, изображенных на рис.

VII.2.16 (Aj < A2), электроны будут переходить преимущественно в направлении от металла 1 к металлу 2 и эти металлы зарядятся соответственно положительно и отрицательно. Одновременно происходит смещение энергетических уровней электронов в металле 2 — вверх, в металле 1 — вниз. В состоянии термодинамического равновесия уровни Ферми (п. 1°) в обоих металлах совпадают (рис. VII.2.17).

Из рис. VII.2.17 видно, что внешняя контактная разность

потенциалов Atp^2 зависит от работ выхода Ai и A2:

Дф12 = Фі' - Ф2 = —

Ai -A9

Внутренняя контактная разность потенциалов зависит от разности химических потенциалов (VII.2.2.3°) электронов в металлах:

Дфі2 - фі - ф2 -

Mi-M2

4°. Изменение потенциала от фі до ф2 происходит на протяжении двойного контактного электрического слоя, имеющего толщину I (рис. Vn.2.18), которая оценивается приближенно по формуле

I = л/2е0Аф12/(етг0) (в СИ).

М2

-е (P12

-е(р2

Рис. VII.2.16

Рис. VII.2.17
§ VII.2.11. КОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

621

Здесь Uq — концентрация зарядов в двойном слое, Є0 — электрическая постоянная (IX).

Толщина двойного слоя в контактирующих металлах имеет порядок межузельных расстояний в металлах, и удельное сопротивление этого слоя не отличается от удельного сопротивления остального объема металлов. Сквозь контактный слой двух металлов электрический ток проходит одинаково хорошо в обоих направлениях.

5°. Контакт металла с полупроводником n-типа (VII.2.10.6C) приводит к односторонней проводимости контакта. Предположим, что Ai > An, где Ai и An- соответственно работы выхода электрона из металла и n-полупроводника. Расположение зоны проводимости металла (VII.2.9.20), целиком заполненной зоны полупроводника и его уровня Ферми до контакта показано на рис. VII.2.19. При контакте металла с полупроводником электроны с донорных уровней 71-полупроводника (VII.2.10.6°) будут переходить в металл.

В контактном слое со стороны тг-полупроводника будет положительный заряд, а со стороны металла — отрицательный. В связи с малой концентрацией электронов в полупроводнике

по сравнению с металлом (1015 см-3 вместо IO22 см-3) толщина контактного слоя на границе металл — полупроводник оказывается приблизительно в IO4 раз больше, чем в металле.

6°. Малое число носителей в контактном слое полупроводника и большая толщина слоя означают, что удельное сопротивление этого слоя значительно больше, чем в остальном объеме полупроводника. Контактный слой называется в этом слу-

B

I 1 + + I
1 + + I
1 + + — — 2
1 + I + I
+ + — —
/

YA

Металл Полупроводник До контакта

Рис. VII.2.18

Рис. VII.2.19
622

ГЛ. VII.2. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

чае запирающим слоем и является основой выпрямляющего (вентильного) действия контакта металла с полупроводником на переменный ток. Если металл соединен с положительным полюсом источника электрической энергии, а полупроводник с отрицательным, то внешнее электрическое поле направлено от металла к полупроводнику. В этом случае электроны втягиваются из объема полупроводника в двойной слой, толщина которого уменьшается и проводимость возрастает. В этом пропускном направлении электрический ток проходит через контакт металла с полупроводником. Если же внешнее электрическое поле направлено от полупроводника к металлу, то электроны вытесняются из двойного слоя в глубь полупроводника. Толщина запирающего слоя и его сопротивление увеличиваются, и в этом запирающем направлении контакт металла с полупроводником практически не пропускает электрический ток. Односторонняя проводимость контакта означает, что при прохождении через контакт переменного тока он выпрямляется. В этом состоит выпрямляющее (вентильное) действие контакта металла с полупроводником.

7°. Область соприкосновения двух полупроводников с различными п- и p-типами проводимости называется электроннодырочным переходом (гс-р-переходом). Соприкосновение двух таких полупроводников в результате перемещения электронов и дырок через поверхность раздела приводит к образованию контактного слоя, обедненного основными носителями тока (электронами проводимости в полупроводнике п-типа и дырками — в полупроводнике p-типа). Электроны переходят из п- в р-полупроводник и рекомбинируют там с дырками. При этом в ab-области n-полупроводника и Ьс-области р-полупро-
Предыдущая << 1 .. 183 184 185 186 187 188 < 189 > 190 191 192 193 194 195 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed