; свободные электроны, D E -- это ширина запрещенной зоны полупроводника. Такая концентрация называется "собственной". Для нитрида галлия она равна EG 3. 4 эВ, это большая величина. Если подставить её в формулу (1), то окажется, что даже для комнатной температуры концентрация очень мала.
Если в полупроводник специально добавлена определённая примесь, говорят, что полупроводник легирован. Добавление атомов кремния в нитрид галлия приводит к тому, что эти атомы становятся "донорами" электронов, которые гораздо легче оторвать от атома, чем электрон атома галлия или азота. Тогда концентрация свободных носителей описывается той же формулой (1), но DE соответствует энергии ионизации донорного атома. Она гораздо меньше, чем ширина запрещенной зоны, и составляет около 40 миллиэлектронвольт (мэВ). "Примесная" концентрация при комнатной температуре будет гораздо больше "собственной". (см. рис 2)
Рис. 2. Зависимость концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике от температуры
Эта концентрация всё равно гораздо меньше, чем концентрация свободных электронов в металлах (она составляет порядка 1022 см-3).
Увеличить концентрацию свободных носителей заряда при низких температурах в полупроводниках можно, если выращивать гетероструктуры, т. е. структуры, состоящие из слоёв двух разных материалов. Эти материалы должны иметь близкое расстояние между атомами кристаллической решетки, иначе вырастить один материал на другом не получится. В данной работе исследовались гетероструктуры, состоящие из слоёв нитрида галлия (GaN) и тройного раствора (AlGaN). Эти два материала имеют разную ширину запрещенной зоны: ширина запрещенной зоны AlGaN больше, чем у GaN. Когда эти полупроводники соединяются, слой
Страницы: << < 10 | 11 | 12 | 13 | 14 > >>