【讨论】能带弯曲
希望各位虫友能讨论一下半导体异质结能带弯曲的问题，能带在什么情况下会发生弯曲？会出现何种弯曲？弯曲的幅度有没有定量的标准或测量方法？
[ Last edited by lvzhu2007 on 2008-4-5 at 10:01 ]
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这个问题相当有意思!!因为这是做太阳能电池的基础.刚学了些硅太阳能的知识,交流一下我知道的,请高手提些意见!
能带弯曲产生主要原因是半导体的载流子的热运动造成空间电偶层，形成内电场.
同质结可用一块半导体经掺杂形成P区和N区。由于杂质的激活能量ΔE很小，在室温下杂质差不多都电离成受主离子和施主离子.在PN区交界面处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。设想在结形成的一瞬间，在N区的电子为多子，在P区的电子为少子，使电子由N区流入P区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是N区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的施主离子ND+形成正的空间电荷。同样，空穴由P区扩散到N区后，由不能运动的受主离子NA-形成负的空间电荷。在P区与N区界面两侧产生不能移动的离子区,于是出现空间电偶层，形成内电场,此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用，直到扩散流等于漂移流时达到平衡，在界面两侧建立起稳定的内建电场。
在热平衡条件下，结区有统一的EF；在远离结区的部位，EC、EF、Eν之间的关系与结形成前状态相同。
一般情况下，N型、P型半导体单独存在时，EFN与EFP有一定差值。当N型与P型两者紧密接触时，电子要从费米能级高的一方向费米能级低的一方流动，空穴流动的方向相反。同时产生内建电场，内建电场方向为从N区指向P区。在内建电场作用下，EFN将连同整个N区能带一起下移，EFP将连同整个P区能带一起上移，直至将费米能级拉平为EFN=EFP，载流子停止流动为止。在结区这时导带与价带则发生相应的弯曲，形成势垒。势垒高度等于N型、P型半导体单独存在时费米能级之差.这样能带就弯曲了,这是无法避免的,其实从某种角度来说,太阳能电池正是得益于这种弯曲呢，
具体的测量和定量的计算我还不知道,没有学到,请高手指点,让我们学习学习
谢谢元小雪的帮助，我觉得收获不小，很精辟的解释！
有点像表/界面物理学的问题，又属于半导体物理学问题
能带弯曲，原来是内建电场在“作祟”，能带应该是倒易空间的描述，
在界面处，内建电场使实空间弯曲，也将使倒易空间弯曲。
能带的弯曲本质上来自于电子能量的差别，当两块电子能量水平不同的材料结合到一块时，要趋向于电子能量水平相同，表现在费米能要相平，电场只是影响能量的一个方面而已，同样，温度梯度，电子浓度，组分变化的不同都可以造成能带弯曲，弯曲量跟两块材料结合前后的能量差相等，就是说跟化学势的差值相等
能带的弯曲就是半导体中电荷的势能的不同但又要趋向于一致造成的一种过渡态，其具体计算很复杂，一般情况下都忽略其它的一些因素，只对可能的主要影响因素进行计算，这种计算半导体物理的书中都会有详细论述，楼主要考虑什么的影响造成的弯曲可以查阅相关的专著，一般的都会有的，呵呵
具体测量 目前比较准确可信的方法就是用 UPS 和 XPS 一般来说国内能做这个的不多 香港那边有 国外比较多