2015异质结的能带图解析.pptx
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1、什么是什么是Anderson Anderson 定则?定则?异质结能带有几种突变形式?异质结能带有几种突变形式?尖峰的位置与掺杂浓度的关系是什么?尖峰的位置与掺杂浓度的关系是什么?同质结和异质结的电势分布有何异同?同质结和异质结的电势分布有何异同?同型异质结有哪些特点。同型异质结有哪些特点。3.13.1节节(3.1.13.1.1)能带图)能带图(3.1.23.1.2)突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽)突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽度度(3.1.33.1.3)突变同型异质结)突变同型异质结(3.1.43.1.4)几种异质结的能带图)几种异质结的能带图(3.1.5)3.1.5)尖峰的位置
2、与掺杂浓度的关系尖峰的位置与掺杂浓度的关系第三章第三章 异质结的能带图异质结的能带图(3.1.13.1.1)能带图)能带图ABEcEcABEcEcEvEvEvEv能带结构能带结构异质结界面两侧的导带极小值和价带最高值随坐标的变化。异质结界面两侧的导带极小值和价带最高值随坐标的变化。什么是能带图?什么是能带图?Let x be the electron affinity,which is the energy required to take an electron from the conduction band edge to the vacuum level,电子亲和势电子亲和势:电子由导
3、带底跃迁到真空能级所需:电子由导带底跃迁到真空能级所需的能量的能量,=E=E0 0-E-Ec cvacuumlevelEcEvlet be the work function,which is the energy difference between the vacuum level and the Fermi level.功函数:电子由费米能级至自由空间所需的能量,=E0-FEcEfEvAndersonsrulestatesthatwhenconstructinganenergybanddiagram,thevacuumlevelsofthetwosemiconductorsoneithe
4、rsideoftheheterojunctionshouldbealigned不考虑界面态时的能带结构不考虑界面态时的能带结构(一)能带图一)能带图由电子亲和能、禁由电子亲和能、禁带宽度、导电类型、带宽度、导电类型、掺杂浓度决定掺杂浓度决定A A 突变反型突变反型x x1 1x x2 2D DE Ec cD DE Ev vE EF FE Ev vE EC CE EF FE Eg1g1E Eg2g2f f1 1f f2 2未组成异质结前的能带图未组成异质结前的能带图121 1异质结的带隙差等于导带差同价带差之异质结的带隙差等于导带差同价带差之和。和。2 2导带差是两种材料的电子亲和势之差。导带差
5、是两种材料的电子亲和势之差。3 3而价带差等于带隙差减去导带差。而价带差等于带隙差减去导带差。x1x2DEDEcDEDEvEC2Eg1Ev2Ec1Ev1n-GaAsP-GaAspn 当当两两种种单单晶晶材材料料组组成成在在一一起起构构成成异异质质结结后后,它它们们处处于于平平衡衡态,费米能级应当相同。态,费米能级应当相同。为为了了维维持持各各自自原原有有的的功功函函数数 和和电电子子亲亲和和势势 不不变变,就就会会形形成成空空间间电电荷荷区区,在在结结的的两两旁旁出出现现静静电电势势,相相应应的的势势垒垒高高度为度为eVeVD D,e e为电子电荷,为电子电荷,V VD D为接触电势。为接触电
6、势。它等于两种材料的费米能级差:它等于两种材料的费米能级差:ECEF2Eg2Eg1EF1Eg1EF1ECEF2Eg2接触前接触后1.AligntheFermilevelwiththetwosemiconductorbandsseparated.Leavespaceforthetransitionregion.如何画接触后的异质结能带图如何画接触后的异质结能带图ECEF2Eg2Eg1EF1内建电场内建电场=空间电荷区中各点有附加电势能,使空间电荷区中各点有附加电势能,使空间电荷区的能带发生弯曲。空间电荷区的能带发生弯曲。Eg1eVDECEg21 1 能带发生了弯曲:能带发生了弯曲:n n型半导体
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