第三章异质结能带图
exp (
qV1 kT
)
若 q(VD1 V1 ) EC
则
J
Ad
exp(
qVD
EC kt
)[exp(qV kT
)
1]
(4)第四种情况 1 2 , 1 2 Eg2 1 Eg1
Eg1
qVD1
qVD1 EC
ΔEc qVD
2
Eg2
J
Ad
exp(
(
qV kT
)
1
A
qNA2
DP1 LP1
(2)第二种情况
1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
Eg2
Eg1 qVD1
qVD2 ΔEV
(3)第三种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
第三种情况能带图的伏安特性关系式为:
qVD1 EC
Eg1 qVD1
Eg2 ΔEV qVD2
此种情况与第三种情况能带图qVD1>ΔEc时的伏安特性关系式相同
(4)第四种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
qVD1 EC
Eg2
Eg1
qVD1
qVD2 ΔEV
此种情况与第三种情况能带图qVD1<ΔEc时的伏安特性关系式相同
第三种情况主要有: pN-PbS/GaAs
第四种情况主要有: pN-GaSbAs/InGaAs
3.1.2 nP异质结能带图
基于Anderson 模型的nP能带图也分为4种情况:
(1)第一种情况 1 2 ,1 2
Eg1 qVD1
Eg2 qVD2 ΔEV
1 2 Eg2
Eg1 qVD1
Eg2
J
Ad
exp(
EC qVD kt
)[exp(qV kT
) 1]
其中,
Ad
qND2
D n1 Ln2
(3)第三种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg2
Eg1
qVD1
ΔEc qVD2
Eg2
qVD1 EC
J
Ad
exp(
qVD
EC kt
Eg2 ΔEV qVD2
1 2 Eg2
第一种情况能带图的伏安特性关系式为:
J
Aexp(
EV qVD2 kT
)
exp
(
qV2 kT
) exp (
qV1 kT
)
第二种情况能带图的伏安特性关系式为:
J
Aexp(
EV qVD kT
)
exp
Eg2
ΔEV qVD2
qVD1 EC
(3)第三种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
qVD1 EC
Eg2
Eg1
qVD1
ΔEV qVD2
此种情况伏安特性关系式为:
J
Aexp(
qVD 2 kT
)
exp
(
qV2 kT
)
exp (
3.1 突变反型异质结能带图
3.1.1 pN异质结能带图
根据两种半导体材料的电子亲和能、禁带宽度和功函数的不同,基于 Anderson模型的pN异质结能带图通常分为4种情况:
qVD1 Eg1
ΔEc qVD2
Eg2
qVD1 Eg1
ΔEc qVD2
Eg2
1 2 ,1 2 , 2 1 Eg1 1 2 ,1 2 , 2 1 Eg1
J
Aexp(
EV qVD kT
)
exp
(
qV kT
) 1
当正向偏压使能带图中的
负尖峰势垒(对空穴而言)
即q(VD1-V1)<ΔEV时,相应
Eg1
的伏安特性关系式为:
qVD1
J
Aexp(
qVD 2 kT
)
exp
(
qV2 kT
)
exp (
qV1 kT
)
qVD
EC kt
)[exp(qV kT
)
1]
与第三种情况qVD1>ΔEC时,伏安特性关系式相同
qVD1 Eg1
qVD1 EC
ΔEc qVD
2
Eg2
J
Ad
exp(
qVD 2 kT
)
exp
(
qV2 kT
)
exp (
qV1 kT
)
与第三种情况qVD1<ΔEC时,伏安特性关系式相同
qV1 kT
)
当反向偏压使能带图中的负尖峰势垒(对空穴而言)即q(VD1+︱V1︱) <ΔEV时, 相应的伏安特性关系式为:
J
A exp(
qVD EV kT
) exp(
qV kT
) 1
(4)第四种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
文献报道中的nP异质结能带图大多数都属于第三种情况, 例如: nP-Ge/GaAs, nP-Si/GaP, nP-InSb/Si, nP-InAs/ZnTe, nPGaAs/GaP
第二种情况主要有: nP-CdSe/ZnTe, nP-CdSe/Se
第一种情况和第四种情况很少在文献中出现
3. 2 突变同型异质结能带图
)[exp(qV kT
)
1]
J
Ad
exp(
qVD 2 kT
)
exp
(
qV2 kT
)
exp (
qV1 kT
)
q(VD1 V1) EC
qVD1 Eg1
qVD1 EC
ΔEc qVD2 Eg2
J
Ad
exp(
qVD2 kT
)
exp
(
qV2 kT
)
(1)第一种情况
第一种情况能带图的伏安特性关系式为:
J
Ad
exp(
EC qVD2 kT
)
exp
(
qV2 kT
) exp (
qV1 kT
)
其中,Ad
qND2
D n1 Ln2
(2)第二种情况 1 2 1 Eg1,1 2
qVD1 Eg1
ΔEc qVD2
根据两种半导体材料的电子亲和能、禁带宽度和功函数的不同,基于 Anderson模型的nN异质结能带图通常分为4种情况:
(1)第一种情况 1 2 ,1 2 , 1 Eg1 2 Eg 2
文献报道中的pN异质结能带图大多数都属于第三种情况, 例如: pN-Ge/Si, pN-Ge/GaAs, pN-Ge/ZnSe, pN-Si/GaAs, pNSi/ZnS, pN-GaAs/GaP, pN-PbS/Ge, pN-PbS/Cds
第二种情况主要有: pN-Si/CdSe, pN-Si/CdS, pN-GaAs/ZnSe, pN-ZnTe/ZnSe, pN-ZnTe/Cd