Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη. Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-

Σχετικά έγγραφα
Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς

Πυκνότητα καταστάσεων g(e)

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς (μέρος 2)

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονική δομή τω ων στερεών

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β. ΚΑΤΑΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΤΡΟΠΩΝ - ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ D.O. S Density Of States

Κεφάλαιο 7: Η Ηλεκτρονική Δομή των Στερεών ( με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο στο στερεό)

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β. υποθέτουμε ότι ένα σωματίδιο είναι μέσα σε ένα μεγάλο (ενεργειακή κβαντοποίηση) αλλά πεπερασμένο κουτί (φρεάτιο δυναμικού):

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά

KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Περιεχόμενο της άσκησης. Προτεινόμενη βιβλιογραφία. Π.Βαρώτσος, Κ.Αλεξόπουλος «Φυσική Στερεάς Κατάστασης»

1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί

Κεφάλαιο 6. Ελεύθερα α Ηλεκτρόνια στα Στερεά

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

Σύγχρονες αντιλήψεις γύρω από το άτομο. Κβαντική θεωρία.

Ε. Κ. ΠΑΛΟΎΡΑ Ημιαγωγοί 1. Ημιαγωγοί. Το 1931 ο Pauli δήλωσε: "One shouldn't work on. semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really

ETY-202 ΟΙ ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΩΝ ΘΕΜΕΛΙΩΔΩΝ ΑΡΧΩΝ ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 03. ΟΙ ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 1/11/2013

Κεφάλαιο 5. Ηλεκτρόνια δεσμού και περιοδικό δυναμικό

Ελεύθερο ηλεκτρόνιο: η E k 2. Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger:

Διάλεξη 1: Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις

Εφαρμογές κβαντικής θεωρίας

John Bardeen, William Schockley, Walter Bratain, Bell Labs τρανζίστορ σημειακής επαφής Γερμανίου, Bell Labs

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

Εφαρμογές της κβαντομηχανικής. Εφαρμογές της κβαντομηχανικής

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

ΘΕΩΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΤΑΙΝΙΩΝ (Ε.Τ.) ΣΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΥΛΙΚΑ. Σχηματισμός και μορφή ενεργειακών ταινιών στα στερεά υλικά:

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

Κεφάλαιο 9: Κίνηση των Ηλεκτρονίων και Φαινόμενα Μεταφοράς

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Πειραµατική Θεµελείωση της Φυσικής

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου. Μάθημα 4: Σκέδαση αδρονίων και O Xρυσός Kανόνας του Fermi

Εργαστηριακή Άσκηση Β3: Πειράματα περίθλασης από κρύσταλλο λυσοζύμης

Δομή ενεργειακών ζωνών

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

Κεφάλαιο 39 Κβαντική Μηχανική Ατόμων

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

Κβαντικοί αριθμοί τρεις κβαντικοί αριθμοί

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 09. ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

και Φαινόμενα Μεταφοράς εισαγωγή

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δ. ΣΚΑΡΛΑΤΟΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 07. ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ.

3. Το πρότυπο του Bohr εξήγησε το ότι το φάσμα της ακτινοβολίας που εκπέμπει το αέριο υδρογόνο, είναι γραμμικό.

Κεφάλαιο 4 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΟΥ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΛΕΓΜΑΤΟΣ - ΦΩΝΟΝΙΑ

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Κ ΚΑΙ Η ΗΛΕΚΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΕ ΚΑΛΟ ΜΟΝΩΤΗ ΕIΝΑΙ ΤΗΣ ΤΑΞΗΣ

Η Αναπαράσταση της Θέσης (Position Representation)

Βιβλιογραφία C. Kittel: Εισαγωγή στη ΦΣΚ (5 η εκδ. 8η) Ashcroft, Mermin: ΦΣΚ Ε.Ν. Οικονόμου, ΦΣΚ, Π.Ε.Κ. Κρήτης

1.1 ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. σ = 1/ρ (1.1) J = σ. ξ (νόμος του Ohm) (1.2)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 2: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 2: ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Διάλεξη 3: Το άτομο του Υδρογόνου. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για το κεντρικό δυναμικό

Π. Φωτόπουλος Νανοηλεκτρονικές Διατάξεις ΠΑΔΑ

Το Ελεύθερο Σωμάτιο Ρεύμα Πιθανότητας

Κεφάλαιο 4. Ηλεκτρόνια αγωγιμότητας στα υλικά - Κβαντικές διορθώσεις

Στο κεφάλαιο που ακολουθεί θα ασχοληθούμε με την ( μη ομογενή ) εξίσωση Helmholtz σε D χωρικές διαστάσεις :

I.3 ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ-ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα


Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Περιεχόμενο της άσκησης

Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 15: Η έννοια του κυματοπακέτου στην Kβαντομηχανική. Τερζής Ανδρέας Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Γενική Φυσική V (Σύγχρονη Φυσική) Φυσική Ακτίνων-Χ και Αλληλεπίδραση Ακτίνων-Χ και Ηλεκτρονίων με την Ύλη

( ) * Λύση (α) Καθώς η Χαµιλτονιανή είναι ερµιτιανός τελεστής έχουµε ότι = = = = 0. (β) Απαιτούµε

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Σύγχρονη Φυσική

Κβαντομηχανική εικόνα του ατομικού μοντέλου

Φυσική για Μηχανικούς

website:

I.3 ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ-ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ IV. ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΚΑΙ ΤΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Επί κυμάτων και παλμών ερωτήσεις 2ου Θέματος- απαντήσεις

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 38 +)

ΝΑΝΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙΙ ΓΙΩΡΓΟΣ ΤΣΙΓΑΡΙΔΑΣ

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης

Τµήµα Επιστήµης και Τεχνολογίας Υλικών Εισαγωγή στη Φυσική Στερεάς Κατάστασης Μάθηµα ασκήσεων 11/10/2006

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

ETY-202. Ο γενικός φορμαλισμός Dirac ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 05. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ DIRAC. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/11/2013

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ (ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ Ι) η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Ν. Τράκας, Ι. Ράπτης 2/4/2018

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

b proj a b είναι κάθετο στο

Transcript:

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα- Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger: H ψ ( r ) h n + V ( r ) ψ n( r ) Enψ n( r m n όπου Ε n ιδιοτιμές του ηλεκτρονίου. ) Για ελεύθερο ηλεκτρόνιο : V (r) 0 h ψn(r) Enψn(r) m Υποθέτουμε λύση της μορφής επίπεδου κύματος: ψ ( r) ψ ir o e Αντικαθιστούμε την ψ (r) στην Schrödinger E n h m p m συνεχής κατανομή ενεργειών δεν προβλέπεται η ύπαρξη χασμάτων. Στο μοντέλο του ελεύθερου ηλεκτρονίου η σχέση Ε- είναι παραβολική. Σελίδα 1 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Απλοποίηση : Το πρόβλημα σε 1D: το ηλεκτρόνιο περιορίζεται σε μεταλλικό σύρμα μήκους L το φράγμα δυναμικού είναι ix Υποθέτουμε λύση : x) ψ e ψ ( cos x isin x) ψn ( o ο x + x Οριακές συνθήκες: ψ n (0)ψ n (L)0 ψ ( x) sin xx n ψ o Επειδή ψ(l)0 x nπ όπου n1,,3 L nπx ψn (x) ψο sin στάσιμο κύμα L E n nπ h η ενέργεια είναι κβαντισμένη m L H συνεχής γραμμή ελεύθερο Μεταβολή της Ε συναρτήσει της ορμής p, όπου α (L) είναι το εύρος του πηγαδιού. ηλεκτρόνιο και τα σημεία ηλεκτρόνιο περιορισμένο στην 1 διάσταση (σημεία). Αυξανομένου του εύρους α του πηγαδιού δυναμικού τα σημεία πλησιάζουν μεταξύ τους και προς την αρχή των αξόνων. Σελίδα από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Για να τακτοποιηθούν τα Ν ηλεκτρόνια χρειαζόμαστε n F το πλήθος στάθμες εκ των οποίων η κάθε μία δέχεται ηλεκτρόνια n F N. Η ενέργεια της Fermi είναι: E F h m nfπ L h m Nπ L Το ηλεκτρόνιο σε στερεό σώμα. Ενεργειακές ταινίες στα στερεάεπίδραση της συμμετρίας-θεώρημα Bloch Όταν ένα ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε στερεό, το δυναμικό V (r) στην εξίσωση Schrödinger περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση του ηλεκτρονίου τόσο με τα ιόντα όσο και με τα άλλα ηλεκτρόνια. h m + V(r) ψ(r) Eψ(r) Το περιοδικό δυναμικό του κρυστάλλου που βλέπει το e Περιοδικότητα του δυναμικού V (r + R) V(r) όπου R είναι διάνυσμα του πλέγματος. Θεώρημα Bloch: συνδέει την τιμή της κυματοσυνάρτησης σε κάποια μοναδιαία κυψελίδα με αυτή σε ισοδύναμο σημείο κάποιας άλλης κυψελίδας. Σελίδα 3 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Θεώρημα Bloch η λύση της Schrοdinger για περιοδικό δυναμικό είναι ir ψ ( r) e u(r) δηλ. οδεύον κύμα με πλάτος που διαμορφώνεται από τη συνάρτηση u (r) που έχει την ίδια συμμετρία με το πλέγμα Επειδή το ηλεκτρόνιο συμπεριφέρεται ως κύμα με π κυματοδιάνυσμα έχει μήκος κύματος λ και ορμή p h Η συνάρτηση Bloch είναι μη-εντοπισμένη το ηλεκτρόνιο ανήκει σε ολόκληρο τον κρύσταλλο. Ενεργειακές ταινίες ποιο είναι το φάσμα των ενεργειών που προκύπτουν από την επίλυση της Schrödinger? Αν αντικαταστήσουμε στην Schrödinger τη συνάρτηση Bloch, προκύπτει η εξίσωση ιδιοτιμών h m ( + i) + V(r ) u (r) E u (r) Που έχει πολλές λύσεις για κάθε πολλές διακριτές ενέργειες Ε 1, Ε κλπ που μεταβάλλονται συνεχώς με το ΤΑΙΝΙΕΣ Σελίδα 4 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Οι ταινίες είναι άπειρες αλλά μόνον οι χαμηλότερες είναι κατηλειμμένες. Εμφανίζονται χάσματα και λόγω του διανυσματικού χαρακτήρα του η μορφή των ταινιών αλλάζει κατά τις x, y, z. Ιδιότητες συμμετρίας των ταινιών E-: Ε n (+G)E n () όπου G διάνυσμα του αντιστρόφου πλέγματος η Ε n () έχει την ίδια περιοδικότητα με το αντίστροφο πλέγμα. E n (-)E n () : έχουν συμμετρία αντιστροφής ως προς 0. H E n () έχει την ίδια συμμετρία περιστροφής με το ευθύ πλέγμα. Βήμα 1: Αποτέλεσμα των ιδιοτήτων συμμετρίας Περιορίζουν την περιοχή τιμών του όπου πρέπει να υπολογίσουμε την ενέργεια, π.χ λόγω συμμετρίας αντιστροφής υπολογίζουμε την Ε() μόνον στην μισή ΖΒ. Βήμα : Εισάγουμε το δυναμικό Το μοντέλο του σχεδόν ελεύθερου e. Yποθέτουμε ότι το δυναμικό του κρυστάλλου είναι τόσο ασθενικό ώστε το e να συμπεριφέρεται σαν ελεύθερο και η επίδραση του πλέγματος εισάγεται σαν διαταραχή. Σελίδα 5 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Ειδικότερα η επίδραση του δυναμικού του κρυστάλλου είναι: Αμελητέα για τα e που έχουν λ >> ενδοατομικής απόστασης α. Σε αυτή την περίπτωση η ενέργεια των e προσεγγίζεται ικανοποιητικά από την παραβολική προσέγγιση. Σημαντική για τα e με υψηλή E in ή ισοδύναμα μεγάλο ή ισοδύναμα μικρό λ. Στην μονοδιάστατη αλυσίδα για την οριακή περίπτωση που λ α ικανοποιείται η συνθήκη του Bragg τα κύματα ανακλώνται και δημιουργούνται στάσιμα κύματα. Η σχέση διασποράς για ελεύθερο και σχεδόν ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε 1D σύστημα. Η συνθήκη για ανάκλαση Bragg ικανοποιείται όταν ±nπ/α, όπου α η πλεγματική σταθερά. Επίδραση του δυναμικού του κρυστάλλου: εισάγονται χάσματα στα σημεία όπου τέμνονται οι ζώνες, δηλ. στα σημεία όπου η επίδραση του πλέγματος είναι ισχυρή. Γιατί εμφανίζονται τα χάσματα? Λόγω των ανακλάσεων Bragg για ±nπ/α Σελίδα 6 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Στα σημεία όπου συμβαίνει ανάκλαση κατά Bragg oι κυματοσυναρτήσεις είναι στάσιμα κύματα : ψ( + ) eiπ x / α + e iπx / α cos( πx / α) ψ( ) eiπ x / α e iπx / α i sin( πx / α) Αυτά τα στάσιμα κύματα συσσωρεύουν φορτίο σε διαφορετικές περιοχές έχουν διαφορετικές τιμές δυναμικής ενέργειας χάσματα. Πυκνότητα καταστάσεων g(e) Ορισμός ο αριθμός ενεργειακών καταστάσεων ανά μονάδα όγκου στην ενεργειακή περιοχή (E,E+dE) ή αριθμός e ή τροχιακών ανά μονάδα ενέργειας g (E) dn de g(e)de * 3 1 m π h 1 E Η g(e) είναι καθοριστική για τη συγκέντρωση φορέων είναι ιδιαίτερα σημαντική για τις ιδιότητες μεταφοράς. Σελίδα 7 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Το πλήθος των e που καταλαμβάνουν τις διαθέσιμες καταστάσεις στην περιοχή ενεργειών (Ε,Ε+dE) είναι: dn(e)g(e)f(e)de όπου f(e) η πιθανότητα κατάληψης, δηλ. η κατανομή Fermi-Dirac. H g(e) εξαρτάται από τη μορφή των ταινιών και οι αποκλίσεις τους από τον παραβολικό χαρακτήρα επηρεάζουν και την πυκνότητα καταστάσεων. Στην παραβολική περιοχή των ταινιών Η g(e) E 1/ παραβολικό σχήμα Η g(e) m *3/ η g(e) με την m * Αυξανομένης της Ε παύει να ισχύει ο παραβολικός χαρακτήρας των ταινιών και στα όρια της ζώνης και μέσα στο χάσμα g(e)0. H g(e) αυξάνεται όταν αρχίζει η επόμενη ταινία. Η δυναμική ενεργός μάζα. m * h de d Δηλαδή το e-bloch συμπεριφέρεται σαν ελεύθερο e με mm *. Σελίδα 8 από 9

E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc H m* είναι αντιστρόφως ανάλογη της καμπυλότητας των ταινιών. K 0 m* σταθερή. όταν και η m*. Για > C σημείο καμπής η m*<0. Γιατί?? για ±π/α το e υφίσταται επιβράδυνση από το πλέγμα. Σελίδα 9 από 9